EP1196696B1 - Rotor with a split rotor blade - Google Patents

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EP1196696B1
EP1196696B1 EP00945889A EP00945889A EP1196696B1 EP 1196696 B1 EP1196696 B1 EP 1196696B1 EP 00945889 A EP00945889 A EP 00945889A EP 00945889 A EP00945889 A EP 00945889A EP 1196696 B1 EP1196696 B1 EP 1196696B1
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EP
European Patent Office
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rotor
blade
partial
rotor blade
rotation
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EP00945889A
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Rudolf Bannasch
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Original Assignee
Individual
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    • B64C11/16Blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the invention relates to a rotor, which in operation in a main flow direction of a fluid flows through, with a rotor blade arranged rotatably about a rotor axis, which extends at least in sections away from the rotor axis into the fluid and at a predetermined distance from the rotor axis in at least two Partial sheets is split, one partial sheet in the direction of rotation and the other Part of the blade is curved away from the rotor blade against the direction of rotation and the the two partial sheets are joined together to form a loop.
  • Rotors for generating propulsion or for generating a torque are in the Known in the prior art and in the first case include propellers and propellers, Blowers, fans, fans etc., in the second case flow-driven repellers, Turbines and wind turbines.
  • propellers and propellers Blowers, fans, fans etc.
  • second case flow-driven repellers, Turbines and wind turbines.
  • Rotor blade that is attached to a hub around the axis of rotation and generated due to it Profile shape or due to its employment when rotating about the axis of rotation a driving force.
  • the driving force is averaged over one revolution of the rotor blade mostly essentially parallel to the axis of rotation and propels the ship or aircraft forward.
  • Helicopter rotors can be adjusted by rotating the rotor blades during rotation a propulsive force inclined with respect to the axis of rotation is generated about the axis of rotation.
  • the main flow direction is understood to mean that direction which the flow passes the rotor when you look at the rotor in a far-field view reduced to one level.
  • the efficiency of rotors is determined by flow losses in the form of vortex formation, Swirl and - when operating the rotor in liquid fluids - reduced by cavitation. Sound radiation is also often a problem. That of ship and aircraft propellers, Helicopter rotors, wind turbines, various fans and blowers, For example, noise caused in air conditioning systems has a significant share in of today's acoustic environmental pollution.
  • a rotor is known from DE 42 26 637 A1, in which a rotor blade consists of two partial blades is split. This rotor can reduce vibrations during operation become.
  • US 1,418,991 is a rotor with one at a distance from the axis of rotation in two Sub-blades split rotor blade described, the sub-blades relative to Extend the rotor blade in and against the direction of rotation of the rotor. Through the rotor of the US 1,418,991 the flow resistance can be reduced.
  • the rotor shown in US 3,504,990 has support arms which do not influence the flow. At the ends of the support arms an annular surface is attached, which over their Extent of the propulsion generated by the rotor.
  • a rotor is known from US Pat. No. 4,445,817 and DD-PS 614 381, in which rotor blades from a rotor base that extends flat and transverse to the main flow direction and are constructed from a strip-shaped rotor blade. Each strip-shaped rotor blade is bent and attached to the rotor blade following in the direction of rotation. Also at This rotor is propelled exclusively on the outer circumference of the rotor blade.
  • EP 0 266 802 shows a jacket propeller, the conveyor blades of which have cone jacket cutouts form.
  • the jacket and conveyor sheet each enclose holes which flow the flow rate.
  • a disadvantage of the rotors known from the prior art is that they are achieved improvements in efficiency and noise emissions for today's applications are no longer sufficient.
  • the present invention is therefore based on the object by simple constructive Measures to improve the rotors mentioned above in such a way that you Efficiency is increased.
  • the aim is that the rotor in addition to an improved efficiency generates less noise and is therefore particularly environmentally friendly.
  • this object is achieved on the one hand for a rotor of the type mentioned at the beginning solved in that a driving force or a torque can be generated about the rotor axis and that the rotor axis through the loop surface enclosed by the loop passes through.
  • the above task for a rotor of the type mentioned above solved that in operation by the rotor blade a driving force or a torque can be generated about the rotor axis and that the leading edge of the one front Partial blade at least in an area near the rotor blade in the main flow direction is upstream of the leading edge of the other, rear partial sheet.
  • the loop-shaped ring closure of the partial leaves also results in a high mechanical Stability of the rotor reached. This can reduce the structural weight and an overall more delicate construction can be achieved. Also in the sections the loop formed by the partial leaves, on which the circulation is only slight tread depth, which only makes a small contribution to propulsion can be reduced. In this way the frictional resistance can be reduced.
  • the rotor blade and the partial blades can be used for simple applications such as simple fans or fans as well as toy airplanes and toy wind turbines for example through inclined surfaces, for technically more complex applications such as aircraft propellers or ship propellers, for example by hydrofoil-like ones Profiles with a certain thickness distribution and curvature can be formed.
  • the Blade depth and the local angle of attack the local flow conditions be adjusted.
  • the generation of propulsion or torque is also essential to the invention through the rotor blades themselves.
  • the principle according to the invention differs with this principle Rotor from the rotor of DD-PS 61 438.
  • This rotor also forms one Loop, but the rotor shown there has no rotor blades that differ from extend away from the axis of rotation into the flow and generate a propulsion: the loop-shaped, circumferential band is rather held by support arms, which affect or disturb the liquid flow as little as possible allowed to.
  • the propulsion is exclusive to the rotor of DD-PS 61 438 or US 4,445,817 generated by the circulating belt, which is a relative working movement similar to the wave motion of a fish's tail or a bird's wing.
  • the rotor according to the invention also differs from other known ones Loop constructions, for example the leaf apparatus of US 5,890,875. Even there no rotor blades are provided, so that only low propulsive forces or torques be achieved.
  • the one partial sheet can be at least in one Area near the rotor blade both in the direction of rotation and in the main flow direction lie in front of the other sheet. Either the leading edge of one partial sheet in the main flow direction upstream of the leading edge of the other Partial sheet or one partial sheet also completely upstream of the other partial sheet lie.
  • the flow of the Print side of the front, upstream partial sheet, at least in the area of the rotor blade is directed to the suction side of the rear, downstream rotor blade become. Due to the faster flow on the vacuum or suction side of the upstream sub-sheet becomes the flow around the downstream sub-sheet Kinetic energy is supplied, which leads to a more stable flow around the rear partial leaf leads.
  • the partial blades can gradually move in bend away from the rotor blade essentially without any transition.
  • the continuous Shape transition of the partial sheets can corner currents, which change with strong Operating conditions of the rotor otherwise occur at the kinks and too Losses can be avoided.
  • the two partial sheets can be on their Ends be integrally connected.
  • This structure is thanks to the mechanical Connection of the partial blades particularly stable and resilient, so that the rotor generated vibrations can be reduced. It also increases the risk of injury minimized by the tips of the partial sheets.
  • the two partial sheets can preferably merge smoothly.
  • the flow losses can be minimized independently of one another by that in a further advantageous embodiment, the trailing edge of the rotor blade preferably in the trailing edge of the rear, downstream partial sheet continues fluently. Likewise, in a further advantageous embodiment Leading edge of the rotor blade in the leading edge of the front, upstream Continue partial sheet. This prevents the flow due to irregularities is adversely affected at the leading edge. Likewise, the Circulation distribution even with small irregularities on the trailing edge on change the corresponding rotor or partial blade considerably. In a further embodiment, which is particularly advantageous in the case of a rotor according to the invention with only one rotor blade the axis of rotation can pass through the loop surface.
  • the rotor can have a plurality of in the direction of rotation preferably equally spaced rotor blades, in which the front, upstream partial blade of a rotor blade with the rear, downstream Partial blade of a rotor blade leading in the circumferential direction is connected.
  • These designs represent a reversal of the circulation with a low cost of materials along the loop safely. Due to the higher number of rotor blades one can achieve overall greater propulsion with a smaller construction volume.
  • the advantage of this Design lies in the combination of high propulsion or torque with one uniformly good distribution of the circulation in the wake of the rotor. Despite high In this configuration, the rotor remains quiet.
  • the partial blades each in the circumferential direction of adjacent rotor blades Forming a loop connected to each other.
  • the blades and / or the partial sheets to changed local flow conditions i.e. flow conditions, which are limited to the location of the respective rotor blade and / or partial blade
  • the rotor blade and / or the partial blade can at least be provided in sections with an elastic outer skin.
  • suitable material coordination and / or appropriate pre-tensioning of the outer skin are local changes the profile geometry of the rotor blade and / or partial blade either solely on the basis the fluid mechanical forces acting on the profile, i.e.
  • an elastic outer skin can be chosen with a suitable choice of elasticity a loss-free flow around the rotor blade and / or partial blade.
  • a elastic outer skin is able to cope with pressure disturbances through locally narrowly limited deformation to respond and intercept these pressure disorders, resulting in a calmer and also leads to less noisy flow around the rotor blade and / or partial blade.
  • the rotor can also be equipped with a profile adjustment device be provided, which acts on the outer skin and through the outer skin for local or global change of a profile geometry of the rotor blade and / or the partial sheet is at least partially displaceable. It is under one local change a change in the profile geometry or the contour of the rotor or partial blade understood, which are only in a narrowly defined area of the rotor blade and / or partial sheet plays and the flow in other areas of the Leaves the rotor blade and / or partial blade essentially unaffected.
  • a global one Changing the profile geometry changes a large area of the profile geometry of rotor blade and / or partial blade and leads to a significant change in Flow characteristics of the rotor blade and / or partial blade.
  • the rotor can have a hub on which the rotor blade is held.
  • the rotor blade can be adjusted via an angle of incidence be rotatably held on the hub to change its angle of attack.
  • By changing the angle of attack of the rotor can be quite simple generated propulsion constant over large ranges of the rotational speed of the rotor maintained or adapted to the current operating conditions.
  • elastic Execution of the rotor is also a torsion which is favorable for the flow Leaf structures along the loop lines enabled.
  • An angle of incidence adjustment device can also be used be provided by which the partial sheet for changing an angle of attack is rotatably held on the rotor blade.
  • An angle of attack is to be understood in general, in flow technology, an inclination of the chord of the rotor blade and / or partial blade relative to the local flow against the rotor blade and / or Part sheet.
  • the chord connects the leading edge, i. H. the connecting line of the front stagnation points of the rotor blade and / or partial blade, with the trailing edge, that is the connection of the rear stowage points of the rotor blade and / or partial blade.
  • an arrow angle adjustment device be provided, through which the rotor blade essentially in the direction of propulsion is pivotally held relative to the hub.
  • Arrow angle of the rotor blade i.e. the angle of the leading edge relative to the direction of the Main flow can be changed and the generated in the wake of the rotor blade Distribute circulation better.
  • a similar device can also be used between the rotor blade and partial sheet can be provided to also change the sweep of the partial sheet.
  • the arrow angle adjustment device can be advantageous the rotor blade or partial blade also around a flow running parallel to the axis of rotation pivot.
  • a can be arranged between the rotor blade and the partial blade Spreading angle adjustment device can be provided with which at least one partial sheet of the The rotor is connected in such a way that it points essentially in the direction of rotation Spread angle between two blades of a rotor blade depending on the operating state of the rotor can be adjusted.
  • Another adaptive adjustment option of the rotor geometry which reduces the efficiency improved a variety of operating situations, can be advantageous in another Embodiment can be achieved by an extension device between the rotor blade and partial sheet is provided and through which the partial sheet relative to the direction of extension the rotor blade is held extendable.
  • an extension device between the rotor blade and partial sheet is provided and through which the partial sheet relative to the direction of extension the rotor blade is held extendable.
  • two or more rotors according to the invention can be connected in series. If the rotors rotate in opposite directions relative to each other, overlap in the wake of these two rotors, the respective vortex strengths and extinguish partially out. With suitable coordination, this can even result in a complete Extinction of the component of the vortex strength in the direction of the axis of rotation, the Swirls, at least one of the rotors can be achieved. This can be eliminated of the swirl in the wake of the series-connected propellers minimize the losses. An optimal superposition of the vortex strengths is achieved when the rotors in have approximately the same diameter.
  • the upstream rotor can also act as a stator be designed, whereby the design effort is reduced.
  • rotor 1 shows a rotor 1 in a plan view in the direction of an axis of rotation 2, around which the rotor is rotatably mounted.
  • the rotor 1 for Fans, propellers, rotors, but also as a turbine or wind turbine.
  • a hub 3 is arranged around the axis of rotation, to which two rotor blades 4 are fastened. These rotor blades 4 each extend substantially in the radial direction from the hub or axis of rotation into a fluid that surrounds the rotor 1.
  • Each rotor blade 4 is split into two partial blades 5, 6.
  • the partial sheets 5,6 each in Direction of rotation of successive rotor blades 4 are connected to form a loop.
  • the rotor 1 rotates about the axis of rotation 2 in a direction of rotation D.
  • the rotor 1 can passively rotate with a flow, as is the case with Wind turbines is the case.
  • the rotor 1 is essentially along flow to axis 2.
  • a torque is then generated about the axis of rotation 2, via a generator (not shown) that rotates with the rotor Rotor shaft (not shown) is connected to be used for power generation can.
  • the rotor 1 can also be driven by a drive motor (not shown) are actively driven, due to the rotation of the rotor due to the corresponding trained profiling and / or employment of the rotor blades 4 and / or Sub-blades 5, 6 a flow through the of the rotor blades 4 and the sub-blades 5, 6 swept area and generated by the loop and a propulsion.
  • a drive motor not shown
  • FIG. 2A and 2B is to explain the geometry of the rotor blade and the Partial sheets a detail section II of FIG. 1 is shown.
  • the one formed by the rotor blades Loop is not shown in Figures 2A and 2B for simplicity.
  • the rotor blade 4 is at a distance A upstream in the main flow direction located - part 5 and a rear - located downstream in the main flow direction - Split sheet 6.
  • the rotor blade 4 goes smoothly without cross-sectional jumps in the respective sub-sheet 5, 6 over.
  • the leading edge 7 of the rotor blade 4 located in the main flow direction settles continues seamlessly in the leading edge 7a of the front partial sheet 5.
  • the trailing edge 8 of the The rotor blade 4 continues seamlessly in the trailing edge 8b of the rear partial blade 6.
  • the front sub-blade 5 forms after splitting the rotor blade 4 into the two Sub-sheets 5, 6 have their own trailing edge 8a, which is at least close in area of the rotor blade 4, that is to say in the area around the splitting, in sections with a leading edge 7b, which is formed by the rear partial sheet 6, overlaps. However, it can this overlap also disappears.
  • the front sub-sheet 5 is curved in the direction of rotation D relative to the rear sub-sheet 6, so that the front sheet 5 spreads away from the rear sheet 6.
  • suction and pressure side differ by the pressure conditions prevailing on them from each other.
  • the mean fluid pressure on the suction side is lower than that medium fluid pressure on the pressure side. Due to this pressure difference the direction the axis of rotation 2 directed propulsion of the propeller or in a wind turbine Torque generated.
  • the suction side and pressure side are each through the leading edges 7, 7a and 7b and separated by the trailing edges 8, 8a and 8b.
  • the leading edge is the connecting line pointing in the direction of the flow against the blade the stagnation points of the rotor blade or the partial blades, i.e. those Points at which the average speed relative to the rotor structure in question is zero becomes.
  • the trailing edge results accordingly from the connecting line of the rear Stagnation points.
  • the front partial sheet 5 is configured larger than the rear sub-blade 6 and the rotor blade divided in the profile depth.
  • the rotor blade 4 cannot be in the direction of the profile depth, but in the thickness direction, for example along the center line, in a suction-side partial sheet 11 and in one partial sheet 10 to be split
  • a rotor according to the invention with in the thickness direction split rotor blade is also shown in Fig. 3 as a detailed view II.
  • the center line of a profile is the line from the center of the circle Circles touching the top and bottom of the profile inscribed in the profile.
  • any transitional forms of the rotor blade according to the invention are also conceivable, where the partial sheets can overlap and the leading edge or the Trailing edge of a partial blade with the suction or pressure side of the rotor blade can merge.
  • the suction-side partial sheet 11 forms its own pressure side (not designated). Likewise, the partial sheet 10 on the pressure side forms its own suction side 9a.
  • the suction side Sub-sheet 11 extends relative to the main rotor 4 in the direction of rotation D, the partial sheet 10 on the pressure side extends opposite the rotor blade 4 against the direction of rotation.
  • the suction side of the partial blade 11 merges into the suction side of the rotor blade 4, the pressure side of the partial blade 10 in the pressure side of the rotor blade.
  • the two partial sheets 10, 11 are of approximately the same size. Indeed is also different here, similar to the variant of FIG. 2A large design of the partial sheets 10, 11 possible.
  • the leading edges of the two partial sheets 10, 11 flow together to the leading edge of the rotor blade 4, the trailing edges of the two partial blades 10, 11 merge smoothly to the trailing edge of the rotor blade 4th
  • FIG. 2B shows a further variant of the rotor blade of FIG. 1 in a detailed view II.
  • 2A and 2B differ in the respective curvature of the rotor blade in or against the direction of rotation, at a distance A, at which the rotor blade 4 is split, in the relative size of the partial sheets 5, 6 to each other and in the relative Size of the partial blades 5, 6 to the rotor blade 4.
  • a spread angle W is drawn, which characterize the angular amount to which the two partial sheets 5, 6, gap.
  • the spreading angle W can be in the space between the trailing edge of one (front) Sub-sheet and the leading edge of the other (rear) sub-sheet or between the Center lines M of the two partial sheets are measured.
  • the center line connects them Points that cut the tendons in half in a radial cut.
  • the rear partial blade 6 is larger than the front one Sub-sheet 5. This increases propulsion from the rear sub-sheet 6 in a propeller or generates a greater torque with a repeller than from the front sheet 5, which leads to a correspondingly higher concentration of vortex strength in the wake of the rear sub-sheet 6 leads.
  • a favorable vortex distribution can be achieved in the wake, by, for example, the partial sheet with the greater profile depth a larger proportion on the loop space catch than the partial sheet with the smaller profile depth.
  • 4 and 5 show further embodiments of an inventive, as a "Loop propeller” designed rotor with only one rotor blade 4.
  • the rotor of the 4 the front partial sheet 5 is connected to the rear partial sheet 6 in a loop, so that a loop surface 12 is formed. This loop surface rotates in the direction of rotation D and the fluid flows through it.
  • the two partial sheets 5, 6 are curved that the axis of rotation 2 lies within the loop surface 12.
  • the merger of the Sub-blades 5, 6 are therefore typically on the opposite side with respect to the rotor blade 4 Side of the axis of rotation. 4 is the front partial sheet 5, however, is relatively long and curved in a spiral, whereas the rear partial sheet 6 is shorter and extends substantially radially away from the axis of rotation 2.
  • the front one Sub-sheet 5 and the rear sub-sheet 6 are connected to one another in an area B, which in this particular configuration roughly extends the main page lies. In this area B, the circulation also changes its sign.
  • the partial sheets 5 and 6 merge seamlessly into one another, so that the smallest possible Disturbances in the flow around the loop propeller are generated.
  • the main rotor is strongly curved and splits in the direction of rotation D. at a relatively small distance A from the axis of rotation into the two partial sheets 5, 6 on.
  • the partial sheets 5, 6 have different lengths but about the same profile depth. However, partial sheets of the same size can also be found here used or the profile depth of the partial sheets can vary.
  • the direction of rotation of the circulation must change along the transition from partial sheet 5 to partial sheet 6, along the edge of the loop. If you set a positive sign for a direction of rotation of the circulation and designate the amount of circulation in the area of the splitting of the rotor blade 4 into the two partial blades 5, 6 or 10, 11 with ⁇ 0 , then the circulation along the loop must be the same for partial blades of + ⁇ 0/2 to change - ⁇ 0/2.
  • the entire outer contour can be used to The most favorable tunneling distribution for each application (with a driven one Rotor) or energy yield (in the case of a passively operated rotor) along the rotor blades and get sub-sheets.
  • energy yield in the case of a passively operated rotor
  • the outer parts can be varied. This in turn can be used, for example, at Propellers reduce the risk of cavitation.
  • the loop propeller achieves a high mechanical ring closure of the partial blades 5, 6 Stability, which makes it easier to build the loop propeller. Also in sections of the loop propeller on which the circulation is only small, in particular in the area of the change of sign of the circulation, the profile depth is reduced become.
  • the single-bladed loop propeller of FIG. 5 has compared to the embodiment 4 shows a less strongly curved rotor blade 4.
  • the distance A at which the rotor blade 4 divides, is larger and the partial blades are approximately the same length.
  • Overall is the loop surface 12 in the loop propeller of FIG. 5 is rounder, which is what Balancing the rotor easier.
  • FIG. 6 show a further exemplary embodiment of a two-leaf Loop propeller.
  • the Loop propeller of FIG. 6 provided with elongated loop surfaces 12, which are essentially through a larger section A between the splitting of the rotor blade 4 is reached in the two partial sheets 6.
  • FIG. 6 also shows area B, in which the front partial blade 5 of the one rotor blade 4 with the rear partial blade 6 of the other rotor blade 4 is connected. In this area B the circulation changes their sign and has an amount close to zero.
  • This area B is with a shallow profile depth.
  • the profile can be very slim in this area and be kept symmetrical, since area B is for propulsion or energy generation of the loop propeller 1 contributes very little. So that in this Area both the form resistance and the friction can be minimized.
  • FIG. 1 An embodiment of a multi-blade loop rotor is shown in FIG.
  • a rotor 1 consisting of three rotor blades 4, which in Direction of rotation D are evenly spaced from each other.
  • the rotors 4 are at the same distance A from the axis of rotation 2 in a front sheet 5 and divided a rear sheet 6.
  • the front partial blade 5 of a rotor blade 4 is with the Sub-blade 6 of the next rotor blade 4 connected in the direction of rotation.
  • the direction in which the partial sheets are relative to each other connected can also be reversed.
  • the loop surfaces 12 point each have a common leading edge 7, which is continuous from the front edge a rotor blade, from the front partial blade 5 of the same rotor blade 4 and from the rear Sub-blade 6 of the other rotor blade 4 is formed.
  • the trailing edge is also 8 that of sheets 5 and 6 and the rotor blade that connects to sheet 6, formed loop formed consistently.
  • loop rotors with any number of rotor blades 4.
  • the loops are nested be, for example, by the front partial blade 5 of a rotor blade not with the rear partial blade 6 of an adjacent rotor blade 4, but with one rear partial blade of a rotor blade 4 further away is connected.
  • the rotor 1 is provided with devices which is an adaptation of the rotor blade and partial blade geometry to different flow conditions allows.
  • Such an adaptation can be achieved in that the rotor blade 4 and / or at least one of the partial sheets 5 and 6 consist of an elastic material or have an elastic outer skin.
  • the main advantage is that gradual changes in the flow geometry of the rotor blade and the Partial sheets are possible in particular along the loop structure.
  • a profile of the Rotor blade 4 and / or a partial blade 5 can be changed. This is in Fig. 8A to 8C shown schematically.
  • the 8A shows a section along the line IIX - IIX of FIG. 1.
  • the section line IIX - IIX runs perpendicular to a radius beam coming from the axis of rotation 2.
  • the Profile 13 is covered with an elastic and flexible outer skin 14.
  • the profile 13 of the The rotor blade 4 or one of the partial blades 5, 6 is provided with a flexible outer skin 14.
  • the flexible outer skin 14 can be the profile 13 completely, or only in sections surrounded at the points where the contour of the profile 13 changes in a targeted manner shall be.
  • a contour adjustment device is provided, which is shown in FIG. 8A by way of example on the basis of an eccentrically mounted nose 15 of the profile Cam 16 and by means of connecting elements 17, the suction side 9 of the profile 13 connect to the pressure side 18.
  • the contour adjustment device can be dependent change the shape of the profile from the inflow of the profile 13.
  • FIGS. 8B and 8C by the eccentrically mounted cam 16th when they are rotated about the axis of rotation 19, the angle of inclination of the nose is changed.
  • the angle of attack N between the through the Arrow marked flow of the profile 13 and the leading edge with the Tendon S connecting trailing edge enlarged.
  • the curvature of the profile 13 in FIG. 8C is increased by the contour adjustment device, and lowered the nose in the direction of the inflow.
  • FIG. 9 Further adjustment options for a rotor are shown in FIG. 9.
  • Arrow angle adjustment device the inclination of the leading edge of the rotor blade 4 relative to the plane of rotation of the rotor 1 along the arrow PR, that is, in the direction of propulsion or set in the main flow direction.
  • the vertebral strength concentration is reduced by the arrow angle in the wake through the secondary flow along the leading edge also influence in the radial direction.
  • a similar effect can also be seen achieve with the sub-pages 5 and 6, if these also via a hinge connection with its own arrow angle adjustment device along the arrows PT in the direction of Propulsion and / or adjustable in the main flow direction.
  • An angle of incidence adjustment device can also be used (not shown) can be provided in which the rotor blade 4 um an axis of rotation running essentially radially to the axis of rotation 2 along the arrows AR is pivotable.
  • Part 5, 6 can be arranged on the rotor blade 4 in this way via an angle of incidence adjustment device be that the angle of attack of the partial blades in the direction of arrows AT relative to the rotor blade 4 can be changed.
  • FIGS. 10A and 10B The operation of the rotor 1 according to the invention is schematic in FIGS. 10A and 10B shown.
  • a conventional two-bladed propeller 20 is shown in FIG. 10A.
  • a tip vortex is formed at the tips of each rotor blade of the rotor 20, which in the wake of two vortex loops 21, 22 twisted together in a helix leads.
  • the vortex strength in such a conventional rotor is in these vortex threads 21, 22 concentrated. This strong vortex concentration is with high losses and associated with increased noise.
  • Such a vortex thread 21, 22 hits on a body, it is known that this leads to the generation of flow noise.
  • the uniform, envelope-shaped Distribution of the vortex strength can be similar in the wake of the rotor according to the invention act like a casing of a casing propeller.
  • the vortex strength in the wake of the rotor is possible by superimposing two wakes with corresponding vortex strengths in the respective wake the component to cancel out the vortex strength in the direction of the axis of rotation. A practical realization this principle is discussed in the following embodiment.
  • FIG. 11 shows an arrangement of loop propellers 1 or of rotors 1 with the invention divided rotor blade 4 through which the fluid mechanical losses can be reduced again.
  • the main flow direction H are two according to the invention Rotors 1a and 1b arranged one behind the other.
  • the speeds of rotation of the two rotors 1a and 1b are of different sizes.
  • the swirl can be removed from the wake 30 of the front rotor 1a, so that the Caster of rotor 1 b is no longer twisted.
  • the flow swirl leads to the above-mentioned helical twisting of the vertebrae in the wake of the Rotor, as indicated schematically in FIG. 11.
  • the twist therefore creates additional Energy stuck in the rotation of the flow field in the wake, leading to the actual one Energy generation or generation of propulsion of the actively or passively operated Rotors cannot be used.
  • This swirl is removed from rotor 1b, converted into propulsion and in the wake of the rotor 1b, the screw-like twisting of the swirl field no longer takes place.
  • the rotors 1a and 1b have to reduce the flow noise and vibrations due to interference not the same number of sheets or sheet geometries.
  • the front rotor 1a can, for example, have more swirl than Generate propulsion and the rear rotor 1b more propulsion than swirl.
  • the front rotor 1 can be designed as a stator.

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Abstract

A rotor through which a fluid flows in a main direction of flow, provided with at least one rotor blade, the rotor blade being arranged to rotate about a rotor axis. The rotor blade extends away from the axis of rotation into the field. To reduce the trailed tip vortex at the end of the rotor blades, the fluidic losses, and flow noise, the rotor blade is split in at least two partial blades at a set distance from the axis of rotation and forms a loop. One partial blade extends in the direction of rotation in relation to the rotor blade. The other partial blade extends in a direction opposite the direction of rotation to the rotor blade. The two partial blades are interconnected in one piece at their ends, to encompass a loop surface extending essentially crosswise to the main direction of flow, through which the fluid flows.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor, der im Betrieb in einer Hauptströmungsrichtung von einem Fluid durchströmt ist, mit einem um eine Rotorachse drehbar angeordneten Rotorblatt, das sich zumindest abschnittsweise von der Rotorachse weg in das Fluid erstreckt und in einem vorbestimmten Abstand von der Rotorachse in wenigstens zwei Teilblätter aufgespalten ist, wobei das eine Teilblatt in Drehrichtung und das andere Teilblatt entgegen Drehrichtung jeweils weg vom Rotorblatt gekrümmt ist und wobei die beiden Teilblätter zu einer Schlaufe zusammengeschlossen sind.The invention relates to a rotor, which in operation in a main flow direction of a fluid flows through, with a rotor blade arranged rotatably about a rotor axis, which extends at least in sections away from the rotor axis into the fluid and at a predetermined distance from the rotor axis in at least two Partial sheets is split, one partial sheet in the direction of rotation and the other Part of the blade is curved away from the rotor blade against the direction of rotation and the the two partial sheets are joined together to form a loop.

Rotoren zur Erzeugung von Vortrieb oder zur Erzeugung eines Drehmoments sind im Stand der Technik bekannt und umfassen im ersten Fall Propeller und Schiffsschrauben, Gebläse, Lüfter, Ventilatoren etc., im zweiten Fall strömungsangetriebene Repeller, Turbinen und Windrader. Bei Schiffspropellem oder Flugzeugpropellem dreht sich ein Rotorblatt, das an einer Nabe befestigt ist, um die Drehachse und erzeugt aufgrund seiner Profilform oder aufgrund seiner Anstellung bei Drehung um die Drehachse eine Vortriebskraft. Die Vortriebskraft verläuft über eine Umdrehung des Rotorblattes gemittelt meist im wesentlichen parallel zur Drehachse und treibt das Schiff oder Flugzeug voran. Bei Hubschrauberrotoren kann durch Verstellung der Rotorblätter während der Drehung um die Drehachse eine gegenüber der Drehachse geneigte Vortriebskraft erzeugt werden. Hierbei wird unter der Haupströmungsrichtung diejenige Richtung verstanden, unter der die Strömung den Rotor passiert, wenn man den Rotor in einer Femfeldbetrachtung auf eine Ebene reduziert.Rotors for generating propulsion or for generating a torque are in the Known in the prior art and in the first case include propellers and propellers, Blowers, fans, fans etc., in the second case flow-driven repellers, Turbines and wind turbines. With ship propeller or airplane propeller turns Rotor blade that is attached to a hub around the axis of rotation and generated due to it Profile shape or due to its employment when rotating about the axis of rotation a driving force. The driving force is averaged over one revolution of the rotor blade mostly essentially parallel to the axis of rotation and propels the ship or aircraft forward. Helicopter rotors can be adjusted by rotating the rotor blades during rotation a propulsive force inclined with respect to the axis of rotation is generated about the axis of rotation. Here, the main flow direction is understood to mean that direction which the flow passes the rotor when you look at the rotor in a far-field view reduced to one level.

Der Wirkungsgrad von Rotoren wird durch Strömungsverluste in Form von Wirbelbildung, Drall und - beim Betrieb des Rotors in flüssigen Fluiden - durch Kavitation verringert. Oftmals bildet auch die Schallabstrahlung ein Problem. Der von Schiffs- und Flugzeugpropellern, Hubschrauberrotoren, Windkraftanlagen, diversen Lüftern und Gebläsen, beispielsweise in Klimaanlagen, verursachte Lärm hat einen erheblichen Anteil an der heutigen akustischen Umweltbelastung. The efficiency of rotors is determined by flow losses in the form of vortex formation, Swirl and - when operating the rotor in liquid fluids - reduced by cavitation. Sound radiation is also often a problem. That of ship and aircraft propellers, Helicopter rotors, wind turbines, various fans and blowers, For example, noise caused in air conditioning systems has a significant share in of today's acoustic environmental pollution.

Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Rotoren bekannt, die im Vergleich zu herkömmlichen Rotoren zu einer Verbesserung des Wirkungsgrads und einer Verringerung der Lärmabstrahlung bzw. Schallbildung führen.Generic rotors are known from the prior art, which compared to conventional rotors to improve efficiency and reduce the noise emission or sound generation.

So ist aus der DE 42 26 637 A1 ein Rotor bekannt, bei dem ein Rotorblatt in zwei Teilblätter gespalten ist. Durch diesen Rotor können die Vibrationen im Betrieb verringert werden.A rotor is known from DE 42 26 637 A1, in which a rotor blade consists of two partial blades is split. This rotor can reduce vibrations during operation become.

Ein weiterer Rotor ist aus der DE-PS 83050 bekannt. Dieser Rotor führt zu einer Erhöhung des Reaktionsdruckes.Another rotor is known from DE-PS 83050. This rotor leads to an increase the reaction pressure.

In der US 1,418,991 ist ein Rotor mit einem im Abstand von der Drehachse in zwei Teilblätter gespaltenen Rotorblatt beschrieben, wobei sich die Teilblätter relativ zum Rotorblatt in und entgegen der Drehrichtung des Rotors erstrecken. Durch den Rotor der US 1,418,991 kann der Strömungswiderstand verringert werden.In US 1,418,991 is a rotor with one at a distance from the axis of rotation in two Sub-blades split rotor blade described, the sub-blades relative to Extend the rotor blade in and against the direction of rotation of the rotor. Through the rotor of the US 1,418,991 the flow resistance can be reduced.

Gattungsgemäße Rotoren sind aus der US 3 504 990 und aus der US 4 445 817 bzw. DD-PS 614 381 bekannt.Generic rotors are known from US 3,504,990 and US 4,445,817 and DD-PS 614 381 known.

Der in der US 3 504 990 gezeigte Rotor weist Tragarme auf, die die Strömung nicht beeinflussen. An den Enden der Tragarme ist eine Ringfläche befestigt, die über ihren Umfang den durch den Rotor erzeugten Vortrieb erzeugt.The rotor shown in US 3,504,990 has support arms which do not influence the flow. At the ends of the support arms an annular surface is attached, which over their Extent of the propulsion generated by the rotor.

Aus der US 4 445 817 bzw. DD-PS 614 381 ist ein Rotor bekannt, bei dem Rotorblätter aus einem sich eben und quer zur Hauptströmungsrichtung erstreckenden Rotorfuß und aus einem streifenförmigen Rotorblatt aufgebaut sind. Jedes streifenförmige Rotorblatt ist umgebogen und am in Drehrichtung nachfolgenden Rotorblatt befestigt. Auch bei diesem Rotor wird der Vortrieb ausschließlich am äußeren Umfang des Rotorblattes erzeugt.A rotor is known from US Pat. No. 4,445,817 and DD-PS 614 381, in which rotor blades from a rotor base that extends flat and transverse to the main flow direction and are constructed from a strip-shaped rotor blade. Each strip-shaped rotor blade is bent and attached to the rotor blade following in the direction of rotation. Also at This rotor is propelled exclusively on the outer circumference of the rotor blade.

In der DE 197 52 369 ist ein Quertriebskörper gezeigt, dessen quer zur Strömungsrichtung liegendes Ende unter Bildung einer Schlaufe aufgespalten ist.In DE 197 52 369 a transverse drive body is shown, its transverse to the direction of flow lying end is split to form a loop.

In der EP 0 266 802 ist ein Mantelpropeller dargestellt, dessen Förderblätter Kegelmantelausschnitte bilden. Mantel und Förderblatt umschließen jeweils Löcher, durch welche die Fördermenge fließen. EP 0 266 802 shows a jacket propeller, the conveyor blades of which have cone jacket cutouts form. The jacket and conveyor sheet each enclose holes which flow the flow rate.

Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Rotoren ist, dass die von ihnen erreichten Verbesserungen beim Wirkungsgrad und bei der Lärmabstrahlung für heutige Anwendungen nicht mehr ausreichen.A disadvantage of the rotors known from the prior art is that they are achieved improvements in efficiency and noise emissions for today's applications are no longer sufficient.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch einfache konstruktive Maßnahmen die eingangs genannten Rotoren dahingehend zu verbessern, dass ihr Wirkungsgrad erhöht wird.The present invention is therefore based on the object by simple constructive Measures to improve the rotors mentioned above in such a way that you Efficiency is increased.

Insbesondere wird angestrebt, dass der Rotor neben einem verbesserten Wirkungsgrad weniger Lärm erzeugt und somit besonders umweltfreundlich ist.In particular, the aim is that the rotor in addition to an improved efficiency generates less noise and is therefore particularly environmentally friendly.

Diese Aufgabe wird für einen Rotor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß einerseits dadurch gelöst, dass im Betrieb durch das Rotorblatt eine Vortriebskraft bzw. ein Drehmoment um die Rotorachse erzeugbar ist und dass die Rotorachse durch die von der Schlaufe umschlossene Schlaufenfläche hindurchgeht.According to the invention, this object is achieved on the one hand for a rotor of the type mentioned at the beginning solved in that a driving force or a torque can be generated about the rotor axis and that the rotor axis through the loop surface enclosed by the loop passes through.

Andererseits wird die obige Aufgabe für einen Rotor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Betrieb durch das Rotorblatt eine Vortriebskraft bzw. ein Drehmoment um die Rotorachse erzeugbar ist und dass die Anströmkante des einen, vorderen, Teilblattes zumindest in einem Bereich in der Nähe des Rotorblattes in Hauptströmungsrichtung stromauf der Anströmkante des anderen, hinteren Teilblattes liegt. On the other hand, the above task for a rotor of the type mentioned above solved that in operation by the rotor blade a driving force or a torque can be generated about the rotor axis and that the leading edge of the one front Partial blade at least in an area near the rotor blade in the main flow direction is upstream of the leading edge of the other, rear partial sheet.

Diese Lösung ist einfach und führt zu einer erheblichen Lärmminderung bei den Rotoren.This solution is simple and leads to a significant reduction in noise from the rotors.

Durch den Zusammenschluss der Teilblätter zu einer Schlaufe findet entlang der Schlaufenkontur eine kontinuierliche Änderung der Zirkulation von einem zum anderen Teilblatt statt. Bei einem Vorzeichenwechsel der Zirkulation zwischen den beiden Teilblättem muss die Zirkulation entlang der Schlaufenkontur einen Nulldurchgang aufweisen. Die Schlaufe bildet demnach eine Einrichtung, durch welche die Zirkulation des Rotors über den gesamten Schlaufenumfang und dadurch in der im Nachlauf erzeugten Wirbelschleppe gleichmäßig verteilt wird. Dadurch wird eine gegenüber dem Stand der Technik gleichmäßigere Zirkulationsverteilung entlang des Rotorblattes und entlang der die Schlaufe bildenden Teilblätter erreicht. Die Wirbelstärke wird räumlich über den gesamten Schlaufenumfang verteilt, was zu geringeren Verlusten durch Wirbelbildung und zu einer geringeren Erzeugung von Strömungslärm führt.By merging the partial sheets into a loop takes place along the Loop contour a continuous change in circulation from one to the other Partial sheet instead. With a change of sign of the circulation between the two partial sheets the circulation along the loop contour must have a zero crossing. The loop therefore forms a device through which the circulation of the Rotors over the entire loop circumference and thus in the wake generated Vortex is evenly distributed. This is one compared to the state of the Technology more even circulation distribution along the rotor blade and along the the loop-forming partial sheets reached. The vortex strength is spatial across the entire Loop circumference distributed, resulting in lower losses through vortex formation and leads to less generation of flow noise.

Durch den schlaufenförmigen Ringschluss der Teilblätter wird außerdem eine hohe mechanische Stabilität des Rotors erreicht. Dadurch kann das Strukturgewicht verringert und eine insgesamt filigranere Konstruktion erreicht werden. Auch kann in den Abschnitten der von den Teilblättern gebildeten Schlaufe, an denen die Zirkulation nur gering ausgeprägt ist, die also nur einen geringen Beitrag am Vortrieb leisten, die Profiltiefe vermindert werden. Auf diese Weise lässt sich der Reibungswiderstand verringern.The loop-shaped ring closure of the partial leaves also results in a high mechanical Stability of the rotor reached. This can reduce the structural weight and an overall more delicate construction can be achieved. Also in the sections the loop formed by the partial leaves, on which the circulation is only slight tread depth, which only makes a small contribution to propulsion can be reduced. In this way the frictional resistance can be reduced.

Verläuft die Drehachse bei einem Rotor mit nur einem Rotorblatt durch die Schlaufenebene, so lassen sich durch diese einfache konstruktive Maßnahme Unwuchten bei der Drehung des Rotors vermeiden.If the axis of rotation for a rotor with only one rotor blade runs through the loop plane, this simple design measure allows unbalance in the Avoid rotating the rotor.

Das Rotorblatt und die Teilblätter können für einfache Anwendungen wie beispielsweise einfache Lüfter oder Ventilatoren sowie Spielzeugflugzeuge und Spielzeugwindräder beispielsweise durch schräg angestellte Flächen, für technisch komplexere Anwendungen wie Flugzeugpropeller oder Schiffspropeller beispielsweise durch tragflügelähnliche Profile mit einer bestimmten Dickenverteilung und Wölbung gebildet sein. Ein sich entlang des Rotorblattes und der Teilblätter in Abhängigkeit von den lokalen Strömungsbedingungen ändemdes Profil führt zu besonders günstigen Strömungseigenschaften und zu einem verbesserten Wirkungsgrad. Im gleichen Zusammenhang können auch der Blatt-Tiefenverlauf und die örtlichen Anstellwinkel den lokalen Strömungsbedingungen angepasst werden.The rotor blade and the partial blades can be used for simple applications such as simple fans or fans as well as toy airplanes and toy wind turbines for example through inclined surfaces, for technically more complex applications such as aircraft propellers or ship propellers, for example by hydrofoil-like ones Profiles with a certain thickness distribution and curvature can be formed. One along of the rotor blade and the partial blades depending on the local flow conditions Changing profile leads to particularly favorable flow properties and to an improved efficiency. In the same context, the Blade depth and the local angle of attack the local flow conditions be adjusted.

Erfindungswesentlich ist die Erzeugung des Vortriebs oder des Drehmoments auch durch die Rotorblätter selber. Mit diesem Prinzip unterscheidet sich der erfindungsgemäße Rotor vom Rotor der DD-PS 61 438. Zwar bildet dieser Rotor ebenfalls eine Schlaufe aus, doch weist der dort dargestellte Rotor keine Rotorblätter auf, die sich von der Drehachse weg in die Strömung erstrecken und einen Vortrieb erzeugen: Das schlaufenförmig ausgebildete, umlaufende Band wird vielmehr durch Tragarme gehalten, welche die Flüssigkeitsströmung so wenig als möglich beeinflussen oder stören dürfen. Der Vortrieb wird beim Rotor der DD-PS 61 438 bzw. der US 4 445 817 ausschließlich durch das umlaufende Band erzeugt, das eine relative Arbeitsbewegung ähnlich der Wellenbewegung eines Fischschwanzes oder eines Vogelflügels ausführt. Diese Vortriebsart ist weist einen schlechten Wirkungsgrad auf. Mit dem genannten Prinzip unterscheidet sich der erfindungsgemäße Rotor auch von anderen bekannten Schlaufenkonstruktionen, beispielsweise dem Blattapparat der US 5,890,875. Auch dort sind keine Rotorblätter vorgesehen, so dass nur geringe Vortriebskräfte bzw. Drehmomente erzielt werden.The generation of propulsion or torque is also essential to the invention through the rotor blades themselves. The principle according to the invention differs with this principle Rotor from the rotor of DD-PS 61 438. This rotor also forms one Loop, but the rotor shown there has no rotor blades that differ from extend away from the axis of rotation into the flow and generate a propulsion: the loop-shaped, circumferential band is rather held by support arms, which affect or disturb the liquid flow as little as possible allowed to. The propulsion is exclusive to the rotor of DD-PS 61 438 or US 4,445,817 generated by the circulating belt, which is a relative working movement similar to the wave motion of a fish's tail or a bird's wing. This type of jacking is poor in efficiency. With the above In principle, the rotor according to the invention also differs from other known ones Loop constructions, for example the leaf apparatus of US 5,890,875. Even there no rotor blades are provided, so that only low propulsive forces or torques be achieved.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann das eine Teilblatt zumindest in einem Bereich in der Nähe des Rotorblattes sowohl in Drehrichtung als auch in Hauptströmungsrichtung vor dem anderen Teilblatt liegen. Dabei kann entweder die Anströmkante des einen Teilblattes in Hauptströmungsrichtung stromauf der Anströmkante des anderen Teilblattes oder aber das eine Teilbtatt auch vollständig stromauf des anderen Teilblattes liegen. Bei dieser Anordnung der Teilblätter wird kann die Strömung von der Druckseite des vorderen, stromauf gelegenen Teilblattes zumindest im Bereich nahe des Rotorblattes auf die Saugseite des hinteren, stromab gelegenen Rotorblattes gerichtet werden. Durch die schnellere Strömung auf der Unterdruck- bzw. Saugseite des stromauf gelegenen Teilblattes wird der Umströmung des stromab gelegenen Teilblattes kinetische Energie zugeführt, was zu einer stabileren Umströmung des hinteren Teilblattes führt.In the embodiment according to the invention, the one partial sheet can be at least in one Area near the rotor blade both in the direction of rotation and in the main flow direction lie in front of the other sheet. Either the leading edge of one partial sheet in the main flow direction upstream of the leading edge of the other Partial sheet or one partial sheet also completely upstream of the other partial sheet lie. With this arrangement of the partial sheets, the flow of the Print side of the front, upstream partial sheet, at least in the area of the rotor blade is directed to the suction side of the rear, downstream rotor blade become. Due to the faster flow on the vacuum or suction side of the upstream sub-sheet becomes the flow around the downstream sub-sheet Kinetic energy is supplied, which leads to a more stable flow around the rear partial leaf leads.

Die Teilblätter können in einer bevorzugten Ausgestaltung des Rotors sich allmählich im wesentlichen übergangsfrei vom Rotorblatt weg krümmen. Durch den kontinuierlichen Formübergang der Teilblätter können Eckenströmungen, welche bei sich stark ändernden Betriebsbedingungen des Rotors ansonsten an den Knickstellen auftreten und zu Verlusten führen können, vermieden werden.In a preferred embodiment of the rotor, the partial blades can gradually move in bend away from the rotor blade essentially without any transition. Through the continuous Shape transition of the partial sheets can corner currents, which change with strong Operating conditions of the rotor otherwise occur at the kinks and too Losses can be avoided.

In einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung können die beiden Teilblätter an ihren Enden einstückig miteinander verbunden sein. Dieser Aufbau ist dank der mechanischen Verbindung der Teilblätter besonders stabil und belastbar, so dass die vom Rotor erzeugten Vibrationen verringert werden können. Außerdem wird die Verletzungsgefahr die durch die Spitzen der Teilblätter entsteht, minimiert.In a further very advantageous embodiment, the two partial sheets can be on their Ends be integrally connected. This structure is thanks to the mechanical Connection of the partial blades particularly stable and resilient, so that the rotor generated vibrations can be reduced. It also increases the risk of injury minimized by the tips of the partial sheets.

Dabei können in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die beiden Teilblätter vorzugsweise stoßfrei ineinander übergehen. Dies bedeutet, dass die beiden Teilblätter an ihrem Verbindungspunkt im wesentlichen die selben Profilformen aufweisen und deren Konturen weitgehend stoßfrei miteinander verbunden sind. Dies kann beispielsweise durch einstückige Ausformung der beiden miteinander verbundenen Teilblätter geschehen.In an advantageous development of the invention, the two partial sheets can preferably merge smoothly. This means that the two partial sheets have essentially the same profile shapes at their connection point and their Contours are largely connected with each other. For example done by integrally molding the two connected sub-sheets.

Die Strömungsverluste können unabhängig voneinander dadurch minimiert werden, dass in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sich die Abströmkante des Rotorblattes in der Abströmkante des hinteren, stromab gelegenen Teilblattes vorzugsweise fließend fortsetzt. Ebenso kann sich in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Anströmkante des Rotorblattes in der Anströmkante des vorderen, stromauf gelegenen Teilblattes fortsetzen. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Strömung durch Unregelmäßigkeiten an der Anströmkante ungünstig beeinflusst wird. Ebenso kann sich die Zirkulationsverteilung bereits bei kleinen Unregelmäßigkeiten an der Abströmkante am entsprechenden Rotor- bzw. Teilblatt stark verändern. In einer weiteren Ausgestaltung, die insbesondere bei einem erfindungsgemäßen Rotor mit nur einem Rotorblatt vorteilhaft ist, kann die Drehachse durch die Schlaufenfläche verlaufen.The flow losses can be minimized independently of one another by that in a further advantageous embodiment, the trailing edge of the rotor blade preferably in the trailing edge of the rear, downstream partial sheet continues fluently. Likewise, in a further advantageous embodiment Leading edge of the rotor blade in the leading edge of the front, upstream Continue partial sheet. This prevents the flow due to irregularities is adversely affected at the leading edge. Likewise, the Circulation distribution even with small irregularities on the trailing edge on change the corresponding rotor or partial blade considerably. In a further embodiment, which is particularly advantageous in the case of a rotor according to the invention with only one rotor blade the axis of rotation can pass through the loop surface.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der Rotor mit einer Mehrzahl von in Drehrichtung vorzugsweise gleich beabstandeten Rotorblättern versehen sein, bei denen das vordere, stromauf gelegene Teilblatt eines Rotorblattes jeweils mit dem hinteren, stromab gelegenen Teilblatt eines in Umfangsrichtung vorauslaufenden Rotorblattes verbunden ist. Diese Ausgestaltungen stellen bei geringem Materialaufwand eine Zirkulationsumkehr entlang der Schlaufe sicher. Durch die höhere Anzahl an Rotorblättem lässt sich ein insgesamt größerer Vortrieb bei kleinerem Bauvolumen erreichen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt in der Kombination eines hohen Vortriebs oder Drehmoments mit einer gleichmäßig guten Verteilung der Zirkulation im Nachlauf des Rotors. Trotz hoher Leistung bleibt der Rotor in dieser Ausgestaltung leise. Bevorzugt sind bei dieser Ausgestaltung die Teilblätter jeweils in Umfangsrichtung benachbarter Rotorblätter unter Ausbildung einer Schlaufe miteinander verbunden.In a further embodiment, the rotor can have a plurality of in the direction of rotation preferably equally spaced rotor blades, in which the front, upstream partial blade of a rotor blade with the rear, downstream Partial blade of a rotor blade leading in the circumferential direction is connected. These designs represent a reversal of the circulation with a low cost of materials along the loop safely. Due to the higher number of rotor blades one can achieve overall greater propulsion with a smaller construction volume. The advantage of this Design lies in the combination of high propulsion or torque with one uniformly good distribution of the circulation in the wake of the rotor. Despite high In this configuration, the rotor remains quiet. Are preferred in this embodiment the partial blades each in the circumferential direction of adjacent rotor blades Forming a loop connected to each other.

Um bei verschiedenen Betriebsbedingungen optimale Strömungsverhältnisse am Rotorblatt und an den Teilblättern des Rotors zu erreichen, sollten die Rotorblätter und/oder die Teilblätter an veränderte lokale Strömungsbedingungen, also Strömungsbedingungen, die auf den Ort des jeweiligen Rotorblattes und/oder Teilblattes beschränkt sind, angepasst werden können. Hierzu kann das Rotorblatt und/oder das Teilblatt zumindest abschnittsweise mit einer elastischen Außenhaut versehen sein. Bei geeigneter Materialabstimmung und/oder entsprechender Vorspannung der Außenhaut sind lokale Veränderungen der Profilgeometrie von Rotorblatt und/oder Teilblatt entweder allein aufgrund der auf das Profil einwirkenden strömungsmechanischen Kräfte, also passiv, oder mittels einer Konturverstelleinrichtung, also aktiv, möglich, ohne dass Aufwerfungen, Falten oder Knicke, die die Strömung negativ beeinflussen, an der Außenhaut entstehen. Außerdem kann eine elastische Außenhaut bei geeigneter Wahl der Elastizität zu einer verlustfreieren Umströmung des Rotorblattes und / oder Teilblattes führen. Eine elastische Außenhaut ist in der Lage, durch lokal eng begrenzte Verformung auf Druckstörungen zu reagieren und diese Druckstörungen abzufangen, was in einer ruhigeren und auch geräuschärmeren Umströmung des Rotorblattes und / oder Teilblattes führt.To ensure optimal flow conditions on the rotor blade under various operating conditions and to reach the blades of the rotor, the blades and / or the partial sheets to changed local flow conditions, i.e. flow conditions, which are limited to the location of the respective rotor blade and / or partial blade, can be customized. For this purpose, the rotor blade and / or the partial blade can at least be provided in sections with an elastic outer skin. With suitable material coordination and / or appropriate pre-tensioning of the outer skin are local changes the profile geometry of the rotor blade and / or partial blade either solely on the basis the fluid mechanical forces acting on the profile, i.e. passive, or by means of a contour adjustment device, that is to say actively, without being raised, Wrinkles or kinks that negatively affect the flow occur on the outer skin. In addition, an elastic outer skin can be chosen with a suitable choice of elasticity a loss-free flow around the rotor blade and / or partial blade. A elastic outer skin is able to cope with pressure disturbances through locally narrowly limited deformation to respond and intercept these pressure disorders, resulting in a calmer and also leads to less noisy flow around the rotor blade and / or partial blade.

Auch kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Rotor mit einer Profilverstelleinrichtung versehen sein, die auf die Außenhaut einwirkt und durch die Außenhaut zur lokalen oder auch globalen Veränderung einer Profilgeometrie des Rotorblattes und / oder des Teilblattes zumindest abschnittsweise verschiebbar ist. Dabei wird unter einer lokalen Veränderung eine Veränderung der Profilgemeometrie bzw. der Kontur des Rotor- bzw. Teilblattes verstanden, die sich nur in einem eng umgrenzten Bereich des Rotorblattes und / oder Teilblattes abspielt und die Umströmung in anderen Bereichen des Rotorblattes und / oder Teilblattes im wesentlichen unbeeinflusst lässt. Eine globale Veränderung der Profilgeometrie ändert dagegen einen großen Bereich der Profilgeometrie von Rotorblatt und / oder Teilblatt und führt zu einer wesentlichen Änderung der Umströmungscharakteristik von Rotorblatt und / oder Teilblatt.In a further advantageous embodiment, the rotor can also be equipped with a profile adjustment device be provided, which acts on the outer skin and through the outer skin for local or global change of a profile geometry of the rotor blade and / or the partial sheet is at least partially displaceable. It is under one local change a change in the profile geometry or the contour of the rotor or partial blade understood, which are only in a narrowly defined area of the rotor blade and / or partial sheet plays and the flow in other areas of the Leaves the rotor blade and / or partial blade essentially unaffected. A global one Changing the profile geometry, however, changes a large area of the profile geometry of rotor blade and / or partial blade and leads to a significant change in Flow characteristics of the rotor blade and / or partial blade.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Rotor eine Nabe aufweisen, an der das Rotorblatt gehalten ist. Das Rotorblatt kann über eine Anstellwinkeleinstelleinrichtung zur Veränderung seines Anstellwinkels drehbar an der Nabe gehalten sein. Durch die Veränderung des Anstellwinkels kann auf recht einfache Weise der vom Rotor erzeugte Vortrieb über große Bereiche der Drehgeschwindigkeit des Rotors konstant gehalten bzw. den aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden. Bei elastischer Ausführung des Rotors wird zudem eine für die Umströmung günstige Verwindung der Blattstrukturen entlang der Schlaufenlinien ermöglicht. Ebenso kann eine Anstellwinkeleinstelleinrichtung vorgesehen sein, durch die das Teilblatt zur Veränderung eines Anstellwinkels drehbar am Rotorblatt gehalten ist. Unter einem Anstellwinkel versteht man dabei in der Strömungstechnik im allgemeinen eine Neigung der Profilsehne des Rotorblattes und / oder Teilblattes relativ zur lokalen Anströmung des Rotorblattes und / oder Teilblattes. Die Profilsehne verbindet die Anströmkante, d. h. die Verbindungslinie der vorderen Staupunkte des Rotorblattes und / oder Teilblattes, mit der Abströmkante, also der Verbindung der hinteren Staupunkte des Rotorblattes und /oder Teilblattes.In a further advantageous embodiment, the rotor can have a hub on which the rotor blade is held. The rotor blade can be adjusted via an angle of incidence be rotatably held on the hub to change its angle of attack. By changing the angle of attack of the rotor can be quite simple generated propulsion constant over large ranges of the rotational speed of the rotor maintained or adapted to the current operating conditions. With elastic Execution of the rotor is also a torsion which is favorable for the flow Leaf structures along the loop lines enabled. An angle of incidence adjustment device can also be used be provided by which the partial sheet for changing an angle of attack is rotatably held on the rotor blade. An angle of attack is to be understood in general, in flow technology, an inclination of the chord of the rotor blade and / or partial blade relative to the local flow against the rotor blade and / or Part sheet. The chord connects the leading edge, i. H. the connecting line of the front stagnation points of the rotor blade and / or partial blade, with the trailing edge, that is the connection of the rear stowage points of the rotor blade and / or partial blade.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Pfeilwinkeleinstelleinrichtung vorgesehen sein, durch die das Rotorblatt im wesentlichen in Richtung des Vortriebes schwenkbar relativ zur Nabe gehalten ist. Durch diese Verstelleinrichtung kann der Pfeilwinkel des Rotorblattes, also der Winkel der Anströmkante relativ zur Richtung der Hauptströmung verändert werden und sich die im Nachlauf des Rotorblattes erzeugte Zirkulation besser verteilen. Eine ähnliche Einrichtung kann auch zwischen Rotorblatt und Teilblatt vorgesehen sein, um auch die Pfeilung des Teilblattes zu ändern. Um bei der Einstellung des Pfeilwinkels auch die Drehkomponente der Anströmung von Rotorblatt bzw. Teilblatt zu berücksichtigen, kann die Pfeilwinkeleinstelleinrichtung vorteilhaft das Rotorblatt bzw. Teilblatt auch um eine parallel zur Drehachse verlaufende Strömung verschwenken.In a further advantageous embodiment, an arrow angle adjustment device be provided, through which the rotor blade essentially in the direction of propulsion is pivotally held relative to the hub. With this adjustment device Arrow angle of the rotor blade, i.e. the angle of the leading edge relative to the direction of the Main flow can be changed and the generated in the wake of the rotor blade Distribute circulation better. A similar device can also be used between the rotor blade and partial sheet can be provided to also change the sweep of the partial sheet. To at the setting of the arrow angle also the rotating component of the flow against the rotor blade the arrow angle adjustment device can be advantageous the rotor blade or partial blade also around a flow running parallel to the axis of rotation pivot.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zwischen Rotorblatt und Teilblatt eine Spreizwinkeleinstelleinrichtung vorgesehen sein, mit der zumindest ein Teilblatt des Rotors derart verbunden ist, dass sich ein im wesentlichen in Drehrichtung weisender Spreizwinkel zwischen zwei Teilblättern eines Rotorblattes in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Rotors einstellen lässt.In a further advantageous embodiment, a can be arranged between the rotor blade and the partial blade Spreading angle adjustment device can be provided with which at least one partial sheet of the The rotor is connected in such a way that it points essentially in the direction of rotation Spread angle between two blades of a rotor blade depending on the operating state of the rotor can be adjusted.

Eine weitere adaptive Einstellmöglichkeit der Rotorgeometrie, die den Wirkungsgrad bei einer Vielzahl von Betriebssituationen verbessert, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung durch eine Ausfahreinrichtung erreicht werden, die zwischen Rotorblatt und Teilblatt vorgesehen ist und durch die das Teilblatt relativ zur Erstreckungsrichtung des Rotorblattes ausfahrbar gehalten ist. Durch Ausfahren der Teilblätter und / oder des Rotorblattes wird die den Vortrieb erzeugende Fläche vergrößert, so dass bei gleichbleibender Zirkulation pro Flächeneinheit des Rotorblattes und / oder des Teilblattes ein höherer Vortrieb erzeugt werden kann.Another adaptive adjustment option of the rotor geometry, which reduces the efficiency improved a variety of operating situations, can be advantageous in another Embodiment can be achieved by an extension device between the rotor blade and partial sheet is provided and through which the partial sheet relative to the direction of extension the rotor blade is held extendable. By extending the partial sheets and / or the Rotor blade, the area generating the propulsion is increased, so that the same Circulation per unit area of the rotor blade and / or the partial blade is higher Propulsion can be generated.

Schließlich können zwei oder mehr erfindungsgemäße Rotoren in Reihe geschaltet werden. Wenn sich die Rotoren relativ zueinander in entgegengesetzte Richtung drehen, überlagern sich im Nachlauf dieser beiden Rotoren die jeweiligen Wirbelstärken und löschen sich teilweise aus. Bei geeigneter Abstimmung kann dadurch sogar eine vollständige Auslöschung der Komponente der Wirbelstärke in Richtung der Drehachse, des Dralls, zumindest eines der Rotoren erreicht werden. Damit lassen sich durch Wegfall des Dralls im Nachlauf der hintereinander geschalteten Propeller die Verluste minimieren. Eine optimale Überlagerung der Wirbelstärken wird erreicht, wenn die Rotoren in etwa gleiche Durchmesser aufweisen. Der stromauf gelegene Rotor kann auch als Stator ausgebildet sein, wodurch der konstruktive Aufwand gesenkt wird.Finally, two or more rotors according to the invention can be connected in series. If the rotors rotate in opposite directions relative to each other, overlap in the wake of these two rotors, the respective vortex strengths and extinguish partially out. With suitable coordination, this can even result in a complete Extinction of the component of the vortex strength in the direction of the axis of rotation, the Swirls, at least one of the rotors can be achieved. This can be eliminated of the swirl in the wake of the series-connected propellers minimize the losses. An optimal superposition of the vortex strengths is achieved when the rotors in have approximately the same diameter. The upstream rotor can also act as a stator be designed, whereby the design effort is reduced.

Im folgenden wird der Aufbau und die Funktion eines erfindungsgemäßen Rotors mit einem in Teilblätter aufgespaltenen Rotorblatt anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.The structure and function of a rotor according to the invention with a rotor blade split into partial blades explained using exemplary embodiments.

Es zeigen:

Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors mit zwei jeweils gespaltenen Rotorblättern;
Fig. 2A
einen Detailausschnitt II einer ersten Variante des Rotors der Fig. 1;
Fig. 2B
einen Detailausschnitt II einer zweiten Variante des Rotors der Fig. 1;
Fig. 3
einen Detailausschnitt II eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotors;
Fig. 4
ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotors;
Fig. 5
ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors;
Fig. 6
ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors;
Fig. 7
zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors;
Fig. 8A - 8C
zeigen Veränderungen der Profilgeometrie eines adaptiven Rotorblattes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 9
zeigt die Verstellmöglichkeiten bei einem adaptiv ausgebildeten, erfindungsgemäßen Rotorblattes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
Fig. 10A und 10B
zeigen das Wirbelfeld im Nachlauf eines herkömmlichen und eines erfindungsgemäßen Propellers;
Fig. 11
zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Rotoren hintereinander geschaltet sind;
Show it:
Fig. 1
a first embodiment of a rotor according to the invention with two split rotor blades;
Figure 2A
a detail section II of a first variant of the rotor of FIG. 1;
Figure 2B
a detail section II of a second variant of the rotor of FIG. 1;
Fig. 3
a detail section II of a second embodiment of the rotor according to the invention;
Fig. 4
a third embodiment of a rotor according to the invention;
Fig. 5
a fourth embodiment of the rotor according to the invention;
Fig. 6
a fifth embodiment of the rotor according to the invention;
Fig. 7
shows a further embodiment of the rotor according to the invention;
Figures 8A-8C
show changes in the profile geometry of an adaptive rotor blade according to a further embodiment of the invention;
Fig. 9
shows the adjustment options in an adaptively designed rotor blade according to the invention according to a further embodiment;
10A and 10B
show the vortex field in the wake of a conventional and a propeller according to the invention;
Fig. 11
shows a further embodiment of the invention, in which two rotors are connected in series;

Zunächst wird der grundsätzliche Aufbau eines erfindungsgemäßen Rotors anhand des in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.First, the basic structure of a rotor according to the invention is based on the described in the embodiment shown in FIG. 1.

In der Fig. 1 ist ein Rotor 1 in einer Draufsicht in Richtung einer Drehachse 2 dargestellt, um die der Rotor drehbar gelagert ist. In der dargestellten Form kann der Rotor 1 für Lüfter, Propeller, Rotoren, aber auch als Turbine oder Windkraftanlage benutzt werden. Um die Drehachse ist eine Nabe 3 angeordnet, an der zwei Rotorblätter 4 befestigt sind. Diese Rotorblätter 4 erstrecken sich jeweils im wesentlichen in radialer Richtung weg von der Nabe bzw. Drehachse in ein Fluid, das den Rotor 1 umgibt. 1 shows a rotor 1 in a plan view in the direction of an axis of rotation 2, around which the rotor is rotatably mounted. In the form shown, the rotor 1 for Fans, propellers, rotors, but also as a turbine or wind turbine. A hub 3 is arranged around the axis of rotation, to which two rotor blades 4 are fastened. These rotor blades 4 each extend substantially in the radial direction from the hub or axis of rotation into a fluid that surrounds the rotor 1.

Jedes Rotorblatt 4 ist in zwei Teilblätter 5, 6 gespalten. Die Teilblätter 5,6 der jeweils in Drehrichtung aufeinanderfolgenden Rotorblätter 4 sind zu einer Schlaufe zusammengeschlossen.Each rotor blade 4 is split into two partial blades 5, 6. The partial sheets 5,6 each in Direction of rotation of successive rotor blades 4 are connected to form a loop.

Im Betrieb dreht sich der Rotor 1 um die Drehachse 2 in eine Drehrichtung D. Der Rotor 1 kann sich dabei passiv mit einer Strömung mitdrehen, wie dies beispielsweise bei Windkraftanlagen der Fall ist. In diesem Fall wird der Rotor 1 im wesentlichen entlang der Achse 2 angeströmt. Bei entsprechender Profilierung und/oder Anstellung der Rotorblätter 4 sowie der Teilblätter 5, 6 wird dann ein Drehmoment um die Drehachse 2 erzeugt, das über einen Generator (nicht gezeigt), der mit einer sich mit dem Rotor drehenden Rotorwelle (nicht gezeigt) verbunden ist, zur Energieerzeugung verwendet werden kann. Umgekehrt kann der Rotor 1 durch einen Antriebsmotor (nicht gezeigt) auch aktiv angetrieben werden, wodurch durch die Drehung des Rotors aufgrund der entsprechend ausgebildeten Profilierung und / oder Anstellung der Rotorblätter 4 und / oder Teilblätter 5, 6 eine Strömung durch die von den Rotorblättern 4 und den Teilblättern 5, 6 überstrichenen Fläche sowie durch die Schlaufe und ein Vortrieb erzeugt wird.In operation, the rotor 1 rotates about the axis of rotation 2 in a direction of rotation D. The rotor 1 can passively rotate with a flow, as is the case with Wind turbines is the case. In this case, the rotor 1 is essentially along flow to axis 2. With appropriate profiling and / or adjustment of the rotor blades 4 and the partial sheets 5, 6, a torque is then generated about the axis of rotation 2, via a generator (not shown) that rotates with the rotor Rotor shaft (not shown) is connected to be used for power generation can. Conversely, the rotor 1 can also be driven by a drive motor (not shown) are actively driven, due to the rotation of the rotor due to the corresponding trained profiling and / or employment of the rotor blades 4 and / or Sub-blades 5, 6 a flow through the of the rotor blades 4 and the sub-blades 5, 6 swept area and generated by the loop and a propulsion.

In den Fig. 2A und 2B ist zur Erläuterung der Geometrie des Rotorblattes sowie der Teilblätter ein Detailausschnitt II der Fig. 1 dargestellt. Die von den Rotorblättern gebildete Schlaufe ist der Einfachheit halber in Fig. 2A und 2B nicht dargestellt.2A and 2B is to explain the geometry of the rotor blade and the Partial sheets a detail section II of FIG. 1 is shown. The one formed by the rotor blades Loop is not shown in Figures 2A and 2B for simplicity.

Das Rotorblatt 4 ist im Abstand A in ein vorne - in Hauptströmungsrichtung stromauf gelegenes - Teilblatt 5 und ein hinteres - in Hauptströmungsrichtung stromab gelegenes - Teilblatt 6 aufgespalten. Das Rotorblatt 4 geht dabei fließend ohne Querschnittssprünge in das jeweilige Teilblatt 5, 6 über.The rotor blade 4 is at a distance A upstream in the main flow direction located - part 5 and a rear - located downstream in the main flow direction - Split sheet 6. The rotor blade 4 goes smoothly without cross-sectional jumps in the respective sub-sheet 5, 6 over.

Die in Hauptströmungsrichtung gelegene Anströmkante 7 des Rotorblattes 4 setzt sich nahtlos in der Anströmkante 7a des vorderen Teilblattes 5 fort. Die Abströmkante 8 des Rotorblattes 4 setzt sich nahtlos in der Abströmkante 8b des hinteren Teilblattes 6 fort. Das vordere Teilblatt 5 bildet nach der Aufspaltung des Rotorblattes 4 in die beiden Teilblätter 5, 6 eine eigene Abströmkante 8a aus, die sich zumindest im Bereich nahe des Rotorblattes 4, also im Bereich um die Aufspaltung, abschnittsweise mit einer Anströmkante 7b, die vom hinteren Teilblatt 6 ausgebildet wird, überlappt. Allerdings kann diese Überlappung auch wegfallen. The leading edge 7 of the rotor blade 4 located in the main flow direction settles continues seamlessly in the leading edge 7a of the front partial sheet 5. The trailing edge 8 of the The rotor blade 4 continues seamlessly in the trailing edge 8b of the rear partial blade 6. The front sub-blade 5 forms after splitting the rotor blade 4 into the two Sub-sheets 5, 6 have their own trailing edge 8a, which is at least close in area of the rotor blade 4, that is to say in the area around the splitting, in sections with a leading edge 7b, which is formed by the rear partial sheet 6, overlaps. However, it can this overlap also disappears.

Das vordere Teilblatt 5 ist gegenüber dem hinteren Teilblatt 6 in Drehrichtung D gekrümmt, so dass sich das vordere Teilblatt 5 vom hinteren Teilblatt 6 wegspreizt.The front sub-sheet 5 is curved in the direction of rotation D relative to the rear sub-sheet 6, so that the front sheet 5 spreads away from the rear sheet 6.

In der Darstellung der Fig. 2A, mit Blickrichtung in Hauptströmungsrichtung entlang der Drehachse 2, stellt die Fläche 9 des Rotorblattes 4 sowie der beiden Teilblätter 5, 6 die beaufschlagte Druckseite dar, bei einem Propeller, Rotor und dgl. die Saugseite. Saugseite und Druckseite unterscheiden sich durch die auf ihnen herrschenden Druckverhältnisse voneinander. Der mittlere Fluiddruck auf der Saugseite ist niedriger als der mittlere Fluiddruck auf der Druckseite. Durch diese Druckdifferenz wird der in Richtung der Drehachse 2 gerichtete Vortrieb des Propellers bzw. bei einer Windkraftanlage das Drehmoment erzeugt. Saugseite und Druckseite werden jeweils durch die Anströmkanten 7, 7a und 7b sowie durch die Abströmkanten 8, 8a und 8b voneinander getrennt.2A, looking in the main flow direction along the Axis of rotation 2, the surface 9 of the rotor blade 4 and the two sub-blades 5, 6 represents acted pressure side, in the case of a propeller, rotor and the like, the suction side. suction and pressure side differ by the pressure conditions prevailing on them from each other. The mean fluid pressure on the suction side is lower than that medium fluid pressure on the pressure side. Due to this pressure difference the direction the axis of rotation 2 directed propulsion of the propeller or in a wind turbine Torque generated. The suction side and pressure side are each through the leading edges 7, 7a and 7b and separated by the trailing edges 8, 8a and 8b.

Die Anströmkante ist dabei die in Richtung der Anströmung des Blattes weisende Verbindungslinie der Staupunkte des Rotorblattes bzw. der Teilblätter, also derjenigen Punkte, an denen die mittlere Geschwindigkeit relativ zur betreffenden Rotorstruktur null wird. Die Abströmkante ergibt sich entsprechend aus der Verbindungslinie der hinteren Staupunkte.The leading edge is the connecting line pointing in the direction of the flow against the blade the stagnation points of the rotor blade or the partial blades, i.e. those Points at which the average speed relative to the rotor structure in question is zero becomes. The trailing edge results accordingly from the connecting line of the rear Stagnation points.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2A ist das vordere Teilblatt 5 größer ausgestaltet, als das hintere Teilblatt 6 und das Rotorblatt in der Profiltiefe geteilt.In the exemplary embodiment in FIG. 2A, the front partial sheet 5 is configured larger than the rear sub-blade 6 and the rotor blade divided in the profile depth.

Alternativ kann das Rotorblatt 4 nicht in Richtung der Profiltiefe, sondern in Dickenrichtung, beispielsweise entlang der Mittenlinie, in ein saugseitiges Teilblatt 11 und in ein druckseitiges Teilblatt 10 aufgespalten sein Ein erfindungsgemäßer Rotor mit in Dickenrichtung aufgespaltenem Rotorblatt ist in Fig. 3 ebenfalls als Detailansicht II dargestellt. Die Mittenlinie eines Profils ist dabei die Linie aus den Kreismittelpunkten derjenigen Kreise, die in das Profil eingeschrieben Ober- und Unterseite des Profils berühren.Alternatively, the rotor blade 4 cannot be in the direction of the profile depth, but in the thickness direction, for example along the center line, in a suction-side partial sheet 11 and in one partial sheet 10 to be split A rotor according to the invention with in the thickness direction split rotor blade is also shown in Fig. 3 as a detailed view II. The center line of a profile is the line from the center of the circle Circles touching the top and bottom of the profile inscribed in the profile.

Es sind auch beliebige Übergangsformen des erfindungsgemäßen Rotorblattes denkbar, bei denen sich die Teilblätter beliebig überlappen können und die Anströmkante oder die Abströmkante eines Teilblattes jeweils mit der Saug- oder Druckseite des Rotorblattes verschmelzen kann. Any transitional forms of the rotor blade according to the invention are also conceivable, where the partial sheets can overlap and the leading edge or the Trailing edge of a partial blade with the suction or pressure side of the rotor blade can merge.

Durch die Krümmung des Teilblattes 5 in Drehrichtung des Rotors 1 wird das vom vorderen Teilblatt 5 auf der Saugseite schnell strömende Fluid in Richtung des hinteren Teilblattes 6 gelenkt. Dies führt zu einer beschleunigten und damit stabileren Umströmung des hinteren Teilblattes.Due to the curvature of the partial blade 5 in the direction of rotation of the rotor 1, the front Part 5 on the suction side of fast flowing fluid towards the rear Part 6 steered. This leads to an accelerated and therefore more stable flow of the rear sub-sheet.

Das saugseitige Teilblatt 11 bildet dabei eine eigene Druckseite (nicht bezeichnet) aus. Ebenso bildet das druckseitige Teilblatt 10 eine eigene Saugseite 9a aus. Das saugseitige Teilblatt 11 erstreckt sich gegenüber dem Hauptrotor 4 in Drehrichtung D, das druckseitige Teilblatt 10 erstreckt sich gegenüber dem Rotorblatt 4 entgegen der Drehrichtung. Die Saugseite des Teilblattes 11 geht in die Saugseite des Rotorblattes 4 über, die Druckseite des Teilblattes 10 in die Druckseite des Rotorblattes. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die beiden Teilblätter 10, 11 in etwa gleich groß ausgestaltet. Allerdings ist hierbei auch, ähnlich wie bei der Variante der Fig. 2A, eine unterschiedlich große Ausgestaltung der Teilblätter 10, 11 möglich. Die Anströmkanten der beiden Teilblätter 10, 11 verschmelzen fließend zur Anströmkante des Rotorblattes 4, die Abströmkanten der beiden Teilblätter 10, 11 verschmelzen fließend zur Abströmkante des Rotorblattes 4.The suction-side partial sheet 11 forms its own pressure side (not designated). Likewise, the partial sheet 10 on the pressure side forms its own suction side 9a. The suction side Sub-sheet 11 extends relative to the main rotor 4 in the direction of rotation D, the partial sheet 10 on the pressure side extends opposite the rotor blade 4 against the direction of rotation. The suction side of the partial blade 11 merges into the suction side of the rotor blade 4, the pressure side of the partial blade 10 in the pressure side of the rotor blade. In the embodiment 1, the two partial sheets 10, 11 are of approximately the same size. Indeed is also different here, similar to the variant of FIG. 2A large design of the partial sheets 10, 11 possible. The leading edges of the two partial sheets 10, 11 flow together to the leading edge of the rotor blade 4, the trailing edges of the two partial blades 10, 11 merge smoothly to the trailing edge of the rotor blade 4th

Die Fig. 2B zeigt eine weitere Variante des Rotorblattes der Fig. 1 in einer Detailansicht II.FIG. 2B shows a further variant of the rotor blade of FIG. 1 in a detailed view II.

Die Rotorblätter der Fig. 2A und 2B unterscheiden sich durch die jeweilige Krümmung des Rotorblattes in oder entgegen Drehrichtung, im Abstand A, an dem das Rotorblatt 4 gespalten ist, in der relativen Größe der Teilblätter 5, 6 zueinander sowie in der relativen Größe der Teilblätter 5, 6 zum Rotorblatt 4.2A and 2B differ in the respective curvature of the rotor blade in or against the direction of rotation, at a distance A, at which the rotor blade 4 is split, in the relative size of the partial sheets 5, 6 to each other and in the relative Size of the partial blades 5, 6 to the rotor blade 4.

In Fig. 2B ist ein Spreizwinkel W eingezeichnet, der den Winkelbetrag kennzeichnen soll, um den die beiden Teilblätter 5, 6, auseinander klaffen.In Fig. 2B a spread angle W is drawn, which characterize the angular amount to which the two partial sheets 5, 6, gap.

Der Spreizwinkel W kann im Raum zwischen der Abströmkante des einen (vorderen) Teilblattes und der Anströmkante des anderen (hinteren) Teilblattes oder zwischen den Mittenlinien M der beiden Teilblätter gemessen werden. Die Mittenlinie verbindet diejenigen Punkte, die in einem Radialschnitt die Sehnen halbieren. The spreading angle W can be in the space between the trailing edge of one (front) Sub-sheet and the leading edge of the other (rear) sub-sheet or between the Center lines M of the two partial sheets are measured. The center line connects them Points that cut the tendons in half in a radial cut.

Beim Rotor der Fig. 2B ist das hintere Teilblatt 6 größer ausgestaltet als das vordere Teilblatt 5. Dadurch wird vom hinteren Teilblatt 6 bei einem Propeller verstärkt Vortrieb bzw. bei einem Repeller ein größeres Drehmoment erzeugt als vom vorderen Teilblatt 5, was zu einer entsprechend höheren Konzentration an Wirbelstärke im Nachlauf des hinteren Teilblattes 6 führt. Durch die Verlängerung der Blattspitze zu einer Schlaufe kann aber auch in diesem Fall eine günstige Wirbelverteilung im Nachlauf erreicht werden, indem beispielsweise das Teilblatt mit der größeren Profiltiefe einen größeren Anteil am Schlaufenaumfang hat, als das Teilblatt mit der kleineren Profiltiefe.In the rotor of FIG. 2B, the rear partial blade 6 is larger than the front one Sub-sheet 5. This increases propulsion from the rear sub-sheet 6 in a propeller or generates a greater torque with a repeller than from the front sheet 5, which leads to a correspondingly higher concentration of vortex strength in the wake of the rear sub-sheet 6 leads. By extending the tip of the leaf into a loop in this case, too, a favorable vortex distribution can be achieved in the wake, by, for example, the partial sheet with the greater profile depth a larger proportion on the loop space catch than the partial sheet with the smaller profile depth.

Die Fig. 4 und 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen, als ein "Schlaufenpropeller" ausgestalteten Rotors mit nur einem Rotorblatt 4. Beim Rotor der Fig. 4 ist das vordere Teilblatt 5 mit dem hinteren Teilblatt 6 schlaufenförmig verbunden, so dass eine Schlaufenfläche 12 gebildet wird. Diese Schlaufenfläche rotiert in Drehrichtung D und wird vom Fluid durchströmt. Die beiden Teilblätter 5, 6 sind so gekrümmt, dass die Drehachse 2 innerhalb der Schlaufenfläche 12 liegt. Der Zusammenschluss der Teilblätter 5, 6 liegt also bezüglich dem Rotorblatt 4 typischerweise auf der entgegengesetzten Seite der Drehachse. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist das vordere Teilblatt 5 jedoch relativ lang und spiralförmig gekrümmt, wohingegen das hintere Teilblatt 6 kürzer ist und sich im wesentlichen radial von der Drehachse 2 weg erstreckt. Das vordere Teilblatt 5 und das hintere Teilblatt 6 sind in einem Bereich B miteinander verbunden, welcher in dieser speziellen Konfiguration in etwa in der Verlängerung des Hauptblattes liegt. In diesem Bereich B ändert auch die Zirkulation ihr Vorzeichen.4 and 5 show further embodiments of an inventive, as a "Loop propeller" designed rotor with only one rotor blade 4. The rotor of the 4, the front partial sheet 5 is connected to the rear partial sheet 6 in a loop, so that a loop surface 12 is formed. This loop surface rotates in the direction of rotation D and the fluid flows through it. The two partial sheets 5, 6 are curved that the axis of rotation 2 lies within the loop surface 12. The merger of the Sub-blades 5, 6 are therefore typically on the opposite side with respect to the rotor blade 4 Side of the axis of rotation. 4 is the front partial sheet 5, however, is relatively long and curved in a spiral, whereas the rear partial sheet 6 is shorter and extends substantially radially away from the axis of rotation 2. The front one Sub-sheet 5 and the rear sub-sheet 6 are connected to one another in an area B, which in this particular configuration roughly extends the main page lies. In this area B, the circulation also changes its sign.

Die Teilblätter 5 und 6 gehen übergangslos ineinander über, so dass möglichst geringe Störungen in der Umströmung des Schlaufenpropellers erzeugt werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist der Hauptrotor stark in Drehrichtung D gekrümmt und spaltet sich in einem relativ geringen Abstand A von der Drehachse in die beiden Teilblätter 5, 6 auf.The partial sheets 5 and 6 merge seamlessly into one another, so that the smallest possible Disturbances in the flow around the loop propeller are generated. In the embodiment 4, the main rotor is strongly curved and splits in the direction of rotation D. at a relatively small distance A from the axis of rotation into the two partial sheets 5, 6 on.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die Teilblätter 5, 6 unterschiedlich lang, besitzen aber in etwa die gleiche Profiltiefe. Allerdings können hier auch gleich große Teilblätter verwendet werden bzw. kann die Profiltiefe der Teilblätter variieren. In the embodiment of FIG. 4, the partial sheets 5, 6 have different lengths but about the same profile depth. However, partial sheets of the same size can also be found here used or the profile depth of the partial sheets can vary.

Entlang des Übergangs des Teilblattes 5 zum Teilblatt 6, entlang der Schlaufenrandes, muss sich der Drehsinn der Zirkulation ändern. Setzt man für einen Drehsinn der Zirkulation ein positives Vorzeichen und bezeichnet den Betrag der Zirkulation im Bereich der Aufspaltung des Rotorblattes 4 in die beiden Teilblätter 5, 6 bzw. 10, 11 mit Γ0, so muss bei gleich großen Teilblättern die Zirkulation entlang der Schlaufe von +Γ0/2 zu -Γ0/2 wechseln.The direction of rotation of the circulation must change along the transition from partial sheet 5 to partial sheet 6, along the edge of the loop. If you set a positive sign for a direction of rotation of the circulation and designate the amount of circulation in the area of the splitting of the rotor blade 4 into the two partial blades 5, 6 or 10, 11 with Γ 0 , then the circulation along the loop must be the same for partial blades of + Γ 0/2 to change -Γ 0/2.

Dieser Wechsel der Zirkulation findet entlang des Schlaufenelementes allmählich statt. Da die Stärke der im Nachlauf induzierten Wirbel von der örtlichen Änderung der Stärke des gebundenen Wirbels abhängt, ergibt sich in diesem Fall insgesamt eine kontinuierliche Wirbelschicht im Nachlauf, die den Propellerstrahl einhüllt und überall in etwa die gleiche Stärke hat.This change in circulation takes place gradually along the loop element. Because the strength of the vortices induced in the wake from the local change in strength depends on the bound vertebra, this results in a continuous overall Fluidized bed in the wake that envelops the propeller jet and roughly that everywhere has the same strength.

Beim Schlaufenpropeller der Fig. 4 kann die gesamte Außenkontur genutzt werden, um für jede Anwendung die jeweils günstigste Vortriebsverteilung (bei einem angetriebenen Rotor) oder Energieausbeute (bei einem passiv betriebenen Rotor) entlang der Rotorblätter und Teilblätter zu erhalten. So kann beispielsweise durch stärker nach außen gezogene Schlaufenelemente oder eine etwas mehr ringförmige Gestaltung die Traglast der Außenteile variiert werden. Das wiederum lässt sich nutzen, um beispielsweise bei Schiffsschrauben die Kavitationsgefahr zu verringern. Durch den schlaufenförmigen Ringschluss der Teilblätter 5, 6 erreicht der Schlaufenpropeller eine hohe mechanische Stabilität, was es ermöglicht, den Schlaufenpropeller leichter zu bauen. Auch in Abschnitten des Schlaufenpropellers, an denen die Zirkulation nur gering ist, also insbesondere im Bereich des Vorzeichenwechsels der Zirkulation, die Profiltiefe vermindert werden.4, the entire outer contour can be used to The most favorable tunneling distribution for each application (with a driven one Rotor) or energy yield (in the case of a passively operated rotor) along the rotor blades and get sub-sheets. For example, by pulling more outwards Loop elements or a somewhat more ring-shaped design the load the outer parts can be varied. This in turn can be used, for example, at Propellers reduce the risk of cavitation. Through the loop-shaped The loop propeller achieves a high mechanical ring closure of the partial blades 5, 6 Stability, which makes it easier to build the loop propeller. Also in sections of the loop propeller on which the circulation is only small, in particular in the area of the change of sign of the circulation, the profile depth is reduced become.

In den Fig. 5 und 6 sind weitere Ausführungsbeispiele des Schlaufenpropellers gezeigt.5 and 6 show further exemplary embodiments of the loop propeller.

Der einblättrige Schlaufenpropeller der Fig. 5 weist gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ein weniger stark gekrümmtes Rotorblatt 4 auf. Der Abstand A, bei dem sich das Rotorblatt 4 teilt, ist größer und die Teilblätter sind in etwa gleich lang. Insgesamt ist die Schlaufenfläche 12 beim Schlaufenpropeller der Fig. 5 runder ausgebildet, was das Auswuchten des Rotors erleichtert. The single-bladed loop propeller of FIG. 5 has compared to the embodiment 4 shows a less strongly curved rotor blade 4. The distance A at which the rotor blade 4 divides, is larger and the partial blades are approximately the same length. Overall is the loop surface 12 in the loop propeller of FIG. 5 is rounder, which is what Balancing the rotor easier.

Die Ausführungsbeispiele der Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines zweiblättrigen Schlaufenpropellers. Im Gegensatz zum Schlaufenpropeller der Fig. 1 ist der Schlaufenpropeller der Fig. 6 mit länglicheren Schlaufenflächen 12 versehen, die im wesentlichen durch einen größeren Abschnitt A zwischen der Aufspaltung des Rotorblattes 4 in die beiden Teilblätter 6 erreicht wird. In der Fig. 6 ist weiter der Bereich B dargestellt, in dem das vordere Teilblatt 5 des einen Rotorblattes 4 mit dem hinteren Teilblatt 6 des anderen Rotorblattes 4 verbunden ist. In diesem Bereich B wechselt die Zirkulation ihr Vorzeichen und weist einen Betrag nahe Null auf. Dieser Bereich B ist mit einer geringen Profiltiefe versehen. Außerdem kann in diesem Bereich das Profil sehr schlank und symmetrisch gehalten werden, da der Bereich B zum Vortrieb oder zur Energieerzeugung des Schlaufenpropellers 1 nur sehr wenig beiträgt. Damit können in diesem Bereich sowohl der Formwiderstand als auch die Reibung minimiert werden.The exemplary embodiments in FIG. 6 show a further exemplary embodiment of a two-leaf Loop propeller. In contrast to the loop propeller of FIG. 1, the Loop propeller of FIG. 6 provided with elongated loop surfaces 12, which are essentially through a larger section A between the splitting of the rotor blade 4 is reached in the two partial sheets 6. FIG. 6 also shows area B, in which the front partial blade 5 of the one rotor blade 4 with the rear partial blade 6 of the other rotor blade 4 is connected. In this area B the circulation changes their sign and has an amount close to zero. This area B is with a shallow profile depth. In addition, the profile can be very slim in this area and be kept symmetrical, since area B is for propulsion or energy generation of the loop propeller 1 contributes very little. So that in this Area both the form resistance and the friction can be minimized.

Das Prinzip des Schlaufenpropellers gemäß den Fig. 1 bis 6 kann auch auf mehrblättrige Rotoren übertragen werden. Ein Ausführungsbeispiel eines mehrblättrigen Schlaufenrotors ist in der Fig. 7 gezeigt. Dort ist ein Rotor 1 aus drei Rotorblättem 4, die in Drehrichtung D gleichmäßig voneinander beabstandet sind, aufgebaut. Die Rotoren 4 sind in jeweils gleichem Abstand A von der Drehachse 2 in ein vorderes Teilblatt 5 und ein hinteres Teilblatt 6 aufgeteilt. Das vordere Teilblatt 5 eines Rotorblattes 4 ist mit dem Teilblatt 6 des in Drehrichtung nächsten Rotorblattes 4 verbunden. Je nach Anwendungsfall kann die Richtung, in der die Teilblätter relativ zur Drehrichtung miteinander verbunden sind, auch umgekehrt werden.The principle of the loop propeller according to FIGS. 1 to 6 can also apply to multi-leaf Rotors are transmitted. An embodiment of a multi-blade loop rotor is shown in FIG. There is a rotor 1 consisting of three rotor blades 4, which in Direction of rotation D are evenly spaced from each other. The rotors 4 are at the same distance A from the axis of rotation 2 in a front sheet 5 and divided a rear sheet 6. The front partial blade 5 of a rotor blade 4 is with the Sub-blade 6 of the next rotor blade 4 connected in the direction of rotation. Depending on the application can change the direction in which the partial sheets are relative to each other connected, can also be reversed.

Es entstehen so drei Schlaufen mit Schlaufenflächen 12. Die Schlaufenflächen 12 weisen jeweils eine gemeinsame Anströmkante 7 auf, die durchgängig von der Vorderkante eines Rotorblattes, vom vorderen Teilblatt 5 des selben Rotorblattes 4 und vom hinteren Teilblatt 6 des anderen Rotorblattes 4 gebildet wird. Ebenso ist die Abströmkante 8 der von den Teilblättern 5 und 6 sowie dem Rotorblatt, das sich an Teilblatt 6 anschließt, gebildeten Schlaufe jeweils durchgängig ausgebildet.This creates three loops with loop surfaces 12. The loop surfaces 12 point each have a common leading edge 7, which is continuous from the front edge a rotor blade, from the front partial blade 5 of the same rotor blade 4 and from the rear Sub-blade 6 of the other rotor blade 4 is formed. The trailing edge is also 8 that of sheets 5 and 6 and the rotor blade that connects to sheet 6, formed loop formed consistently.

Basierend auf dem Prinzip gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 lassen sich Schlaufenrotoren mit einer beliebigen Anzahl von Rotorblättem 4 verwirklichen. Dabei sind auch kompliziertere Geometrien möglich, bei denen die Schlaufen ineinander verschachtelt werden, indem das vordere Teilblatt 5 des einen Rotorblattes beispielsweise nicht mit dem hinteren Teilblatt 6 eines benachbarten Rotorblattes 4, sondern mit einem hinteren Teilblatt eines weiter entfernt liegenden Rotorblattes 4 verbunden ist.Based on the principle according to the exemplary embodiment in FIG Realize loop rotors with any number of rotor blades 4. there more complicated geometries are also possible in which the loops are nested be, for example, by the front partial blade 5 of a rotor blade not with the rear partial blade 6 of an adjacent rotor blade 4, but with one rear partial blade of a rotor blade 4 further away is connected.

Als Weiterentwicklung dieser Variationsmöglichkeit sind auch Aufspaltungen in mehr als zwei Teilblätter möglich, die auf die erfindungsgemäße Weise zu räumlicheren Rotorstrukturen verknüpft werden können.As a further development of this variation option, splits into more than two partial blades possible, which in the manner according to the invention lead to more spatial rotor structures can be linked.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass der Rotor 1 mit Einrichtungen versehen ist, die eine Anpassung der Rotorblatt- und Teilblatt-Geometrie an verschiedene Strömungsbedingungen ermöglicht.According to the invention it is further provided that the rotor 1 is provided with devices which is an adaptation of the rotor blade and partial blade geometry to different flow conditions allows.

Eine derartige Anpassung kann dadurch erreicht werden, dass das Rotorblatt 4 und / oder zumindest eines der Teilblätter 5 und 6 aus einem elastischen Material bestehen oder eine elastische Außenhaut aufweisen. Dabei ergibt sich als wesentlicher Vorteil, dass auch graduelle Veränderungen der Strömungsgeometrien von Rotorblatt und den Teilblättern insbesondere entlang der Schlaufenstruktur möglich sind.Such an adaptation can be achieved in that the rotor blade 4 and / or at least one of the partial sheets 5 and 6 consist of an elastic material or have an elastic outer skin. The main advantage is that gradual changes in the flow geometry of the rotor blade and the Partial sheets are possible in particular along the loop structure.

Mit einer elastischen Außenhaut kann beispielsweise die Geometrie eines Profils des Rotorblattes 4 und / oder eines Teilblattes 5 verändert werden. Dies ist in den Fig. 8A bis 8C schematisch dargestellt.With an elastic outer skin, for example, the geometry of a profile of the Rotor blade 4 and / or a partial blade 5 can be changed. This is in Fig. 8A to 8C shown schematically.

Die Fig. 8A zeigt einen Schnitt entlang der Linie IIX - IIX der Fig. 1. Die Schnittlinie IIX - IIX verläuft senkrecht zu einem von der Drehachse 2 abgehenden Radiusstrahl. Das Profil 13 ist mit einer elastischen und flexiblen Außenhaut 14 bedeckt. Das Profil 13 des Rotorblattes 4 oder eines der Teilblätter 5, 6 ist mit einer flexiblen Außenhaut 14 versehen. Die flexible Außenhaut 14 kann das Profil 13 vollständig, oder auch nur abschnittsweise an den Stellen umgeben, an denen die Kontur des Profils 13 gezielt verändert werden soll.8A shows a section along the line IIX - IIX of FIG. 1. The section line IIX - IIX runs perpendicular to a radius beam coming from the axis of rotation 2. The Profile 13 is covered with an elastic and flexible outer skin 14. The profile 13 of the The rotor blade 4 or one of the partial blades 5, 6 is provided with a flexible outer skin 14. The flexible outer skin 14 can be the profile 13 completely, or only in sections surrounded at the points where the contour of the profile 13 changes in a targeted manner shall be.

Im Inneren des Profils 13 ist eine Konturverstelleinrichtung vorgesehen, die in der Fig. 8A exemplarisch anhand einer die Nase 15 des Profils bildenden, exzentrisch gelagerten Nocke 16 und anhand von Verbindungselementen 17, die die Saugseite 9 des Profils 13 mit der Druckseite 18 verbinden. Die Konturverstelleinrichtung kann in Abhängigkeit von der Anströmung des Profils 13 die Form des Profils verändern. Beispielsweise kann, wie in den Fig. 8B und 8C gezeigt ist, durch die exzentrisch gelagerte Nocke 16 bei deren Drehung um die Drehachse 19 der Neigungswinkel der Nase verändert werden. So hat sich von der Fig. 8B zur Fig. 8C der Anstellwinkel N zwischen der durch den Pfeil gekennzeichneten Anströmung des Profils 13 und der die Anströmkante mit der Abströmkante verbindenden Sehne S vergrößert. Um auf der Saugseite 9 bei dem starken Anstellwinkel N der Fig. 8C eine Ablösung an der Vorderkante zu vermeiden, wurde die Krümmung des Profils 13 in der Fig. 8C durch die Konturverstelleinrichtung erhöht, und die Nase in Richtung der Anströmung abgesenkt.In the interior of the profile 13, a contour adjustment device is provided, which is shown in FIG. 8A by way of example on the basis of an eccentrically mounted nose 15 of the profile Cam 16 and by means of connecting elements 17, the suction side 9 of the profile 13 connect to the pressure side 18. The contour adjustment device can be dependent change the shape of the profile from the inflow of the profile 13. For example can, as shown in FIGS. 8B and 8C, by the eccentrically mounted cam 16th when they are rotated about the axis of rotation 19, the angle of inclination of the nose is changed. Thus, the angle of attack N between the through the Arrow marked flow of the profile 13 and the leading edge with the Tendon S connecting trailing edge enlarged. To on the suction side 9 in the strong Angle of attack N of FIG. 8C was to avoid detachment at the front edge the curvature of the profile 13 in FIG. 8C is increased by the contour adjustment device, and lowered the nose in the direction of the inflow.

Dies kann beispielsweise durch Drehung der Nocke 16 und durch Verschieben der Verbindungselemente 17 relativ zueinander erreicht werden. Durch die Verschiebung der Verbindungselemente 17 ergibt sich eine segmentweise Verformung des Profils, der die elastische Außenhaut problemlos folgen kann, ohne dass die Konturglätte beeinträchtigt wird. Auf ähnliche Weise lässt sich auch eine Veränderung des hinteren Profilbereichs herbeiführen, beispielsweise ein S-Schlag erzeugen. Im Zusammenwirken von mehreren Konturverstelleinrichtungen kann somit die Profilgeometrie auf sehr komplexe Weise beeinflusst werden. Andere Prinzipien der Konturverstelleinrichtung sind ebenfalls denkbar, wie beispielsweise mehrere über das Profil verteilt angeordnete, exzentrische Nocken, die Teile der Außenhaut bei Drehung nach außen oder innen wölben, durch Druckluft aufgeblasene oder durch Rotationskräfte entfaltete Profile 13.This can be done, for example, by rotating the cam 16 and by moving the connecting elements 17 can be achieved relative to each other. By shifting the Connecting elements 17 results in a segmental deformation of the profile that the elastic outer skin can easily follow without affecting the smoothness of the contour becomes. A change in the rear profile area can also be carried out in a similar way bring about, for example generate an S-beat. In the interaction of several Contour adjustment devices can thus the profile geometry in a very complex manner to be influenced. Other principles of the contour adjustment device are also conceivable such as several eccentric cams distributed over the profile, the parts of the outer skin bulge outwards or inwards when rotating Profiles inflated or deployed by rotational forces 13.

Auch flexible Profile, die sich unter Einwirkung der von der Umströmung erzeugten Kräfte zumindest abschnittsweise verformen, sind denkbar. Mit derartigen Profilen lässt sich die Umströmung passiv, also ohne Energiezufuhr von außen, allein aufgrund der von der Umströmung selbst aufgebrachten Energie beeinflussen.Also flexible profiles that are created under the influence of the flow Deforming forces at least in sections are conceivable. With such profiles the flow is passive, i.e. without external energy supply, solely due to the influenced by the flow itself applied energy.

In der Weiterführung dieser Prinzipien sind schließlich Ausführungsbeispiele denkbar, die aktive und passive Profilveränderungen auf vorteilhafte Weise kombinieren.In the continuation of these principles, exemplary embodiments are finally conceivable, that combine active and passive profile changes in an advantageous way.

Weitere Verstellmöglichkeiten eines Rotors sind in der Fig. 9 gezeigt. Durch eine gelenkige Verbindung eines Rotorblattes 4 mit der Nabe 3 kann über eine nicht gezeigte Pfeilwinkelverstelleinrichtung die Neigung der Anströmkante des Rotorblattes 4 relativ zur Rotationsebene des Rotors 1 entlang des Pfeils PR, also in Richtung des Vortriebs bzw. in Hauptströmungsrichtung eingestellt werden. Durch den Pfeilwinkel lässt die Wirbelstärkekonzentration im Nachlauf durch die Sekundärströmung entlang der Anströmkante in radialer Richtung ebenfalls beeinflussen. Eine ähnliche Wirkung lässt sich auch bei den Teilblättern 5 und 6 erzielen, wenn diese ebenfalls über eine Gelenkverbindung mit einer eigenen Pfeilwinkeleinstellvorrichtung entlang der Pfeile PT in Richtung des Vortriebs und/oder in Hauptströmungsrichtung verstellbar sind. Ebenso kann eine Anstellwinkeleinstellvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein, in der das Rotorblatt 4 um eine im wesentlichen radial zur Drehachse 2 verlaufende Drehachse entlang der Pfeile AR schwenkbar ist. Durch die Veränderung des Anstellwinkels lässt sich bei verschiedenen Drehzahlen und Anströmgeschwindigkeiten des Rotorblattes 4 der Vortrieb bzw. bei einen passiv betriebenem Rotor das Drehmoment optimieren. Auch die Teilblätter 5, 6 können über eine Anstellwinkeleinstelleinrichtung am Rotorblatt 4 derart angeordnet sein, dass der Anstellwinkel der Teilblätter in Richtung der Pfeile AT relativ zum Rotorblatt 4 verändert werden kann.Further adjustment options for a rotor are shown in FIG. 9. Through an articulated Connection of a rotor blade 4 to the hub 3 can be via a not shown Arrow angle adjustment device the inclination of the leading edge of the rotor blade 4 relative to the plane of rotation of the rotor 1 along the arrow PR, that is, in the direction of propulsion or set in the main flow direction. The vertebral strength concentration is reduced by the arrow angle in the wake through the secondary flow along the leading edge also influence in the radial direction. A similar effect can also be seen achieve with the sub-pages 5 and 6, if these also via a hinge connection with its own arrow angle adjustment device along the arrows PT in the direction of Propulsion and / or adjustable in the main flow direction. An angle of incidence adjustment device can also be used (not shown) can be provided in which the rotor blade 4 um an axis of rotation running essentially radially to the axis of rotation 2 along the arrows AR is pivotable. By changing the angle of attack at different Speeds and flow velocities of the rotor blade 4, the propulsion or optimize the torque for a passively operated rotor. Part 5, 6 can be arranged on the rotor blade 4 in this way via an angle of incidence adjustment device be that the angle of attack of the partial blades in the direction of arrows AT relative to the rotor blade 4 can be changed.

In den Fig. 10A und 10B ist die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Rotors 1 schematisch dargestellt. In Fig. 10A ist ein herkömmlicher zweiblättriger Propeller 20 gezeigt. An den Spitzen jedes Rotorblattes des Rotors 20 bildet sich ein Spitzenwirbel aus, der im Nachlauf zu zwei schraubenförmig ineinander verdrillten Wirbelschleppen 21, 22 führt. Die Wirbelstärke ist bei einem derartigen herkömmlichen Rotor in diesen Wirbelfäden 21, 22 konzentriert. Diese starke Wirbelkonzentration ist mit hohen Verlusten und einer erhöhten Geräuschentwicklung verbunden. Trifft ein derartiger Wirbelfaden 21, 22 auf einen Körper, so führt dies bekanntermaßen zur Erzeugung von Strömungslärm.The operation of the rotor 1 according to the invention is schematic in FIGS. 10A and 10B shown. A conventional two-bladed propeller 20 is shown in FIG. 10A. A tip vortex is formed at the tips of each rotor blade of the rotor 20, which in the wake of two vortex loops 21, 22 twisted together in a helix leads. The vortex strength in such a conventional rotor is in these vortex threads 21, 22 concentrated. This strong vortex concentration is with high losses and associated with increased noise. Such a vortex thread 21, 22 hits on a body, it is known that this leads to the generation of flow noise.

Beim in der Fig. 10B gezeigten erfindungsgemäßen Schlaufenrotor 1 ist dagegen die Zirkulation im Nachlauf des Schlaufenpropellers 1 bzw. des Rotors 1 mit erfindungsgemäß geteiltem Rotorblatt 4 gleichmäßig hüllenförmig verteilt. Dies führt zu geringeren Verlusten und zu einem geringeren Strömungslärm. Die gleichmäßige, hüllenförmige Verteilung der Wirbelstärke kann im Nachlauf des erfindungsgemäßen Rotors ähnlich wie ein Mantelgehäuse eines Mantelpropellers wirken. Durch die gleichmäßige Verteilung der Wirbelstärke im Nachlauf des Rotors ist es möglich, durch Überlagerung von zwei Nachläufen mit entsprechenden Wirbelstärken im jeweiligen Nachlauf die Komponente der Wirbelstärke in Richtung der Drehachse auszulöschen. Eine praktische Realisierung dieses Prinzips ist beim folgenden Ausführungsbeispiel diskutiert. In contrast, in the loop rotor 1 according to the invention shown in FIG. 10B, the Circulation in the wake of the loop propeller 1 or the rotor 1 with the invention divided rotor blade 4 evenly distributed. This leads to less Losses and less flow noise. The uniform, envelope-shaped Distribution of the vortex strength can be similar in the wake of the rotor according to the invention act like a casing of a casing propeller. Through the even distribution the vortex strength in the wake of the rotor is possible by superimposing two wakes with corresponding vortex strengths in the respective wake the component to cancel out the vortex strength in the direction of the axis of rotation. A practical realization this principle is discussed in the following embodiment.

Fig. 11 zeigt eine Anordnung von Schlaufenpropellern 1 bzw. von Rotoren 1 mit erfindungsgemäß geteiltem Rotorblatt 4, durch die die strömungsmechanischen Verluste nochmals verringert werden können. In Hauptströmungsrichtung H sind zwei erfindungsgemäße Rotoren 1a und 1b hintereinander angeordnet. Die Drehgeschwindigkeiten der beiden Rotoren 1a und 1b sind unterschiedlich groß. Bei entsprechender Abstimmung der relativen Drehgeschwindigkeiten der Rotoren 1a und 1b kann der Drall aus dem Nachlauf 30 des vorderen Rotors 1a herausgenommen werden, so dass der Nachlauf des Rotors 1 b nicht mehr drallbehaftet ist. Der Strömungsdrall führt mit zu der oben angesprochenen schraubenförmigen Verdrillung der Wirbelfäden im Nachlauf des Rotors, wie dies schematisch in der Fig. 11 angedeutet ist. Durch den Drall wird also zusätzliche Energie in die Drehung des Strömungsfeldes im Nachlauf gesteckt, die zur eigentlichen Energieerzeugung oder Vortrieberzeugung des aktiv oder passiv betriebenen Rotors nicht verwendet werden kann. Durch entsprechende Gegendrehung des hinteren Rotors 1b wird dieser Drall herausgenommen, in Vortrieb umgewandelt und im Nachlauf des Rotors 1b findet die schraubenartige Verdrillung des Wirbelfeldes nicht mehr statt.11 shows an arrangement of loop propellers 1 or of rotors 1 with the invention divided rotor blade 4 through which the fluid mechanical losses can be reduced again. In the main flow direction H are two according to the invention Rotors 1a and 1b arranged one behind the other. The speeds of rotation of the two rotors 1a and 1b are of different sizes. With appropriate coordination of the relative rotational speeds of the rotors 1a and 1b, the swirl can be removed from the wake 30 of the front rotor 1a, so that the Caster of rotor 1 b is no longer twisted. The flow swirl leads to the above-mentioned helical twisting of the vertebrae in the wake of the Rotor, as indicated schematically in FIG. 11. The twist therefore creates additional Energy stuck in the rotation of the flow field in the wake, leading to the actual one Energy generation or generation of propulsion of the actively or passively operated Rotors cannot be used. By turning the rear counter-clockwise This swirl is removed from rotor 1b, converted into propulsion and in the wake of the rotor 1b, the screw-like twisting of the swirl field no longer takes place.

Die Rotoren 1a und 1b weisen zur Reduzierung der Strömungsgeräusche und von Vibrationen infolge Interferenz nicht dieselben Blattzahlen bzw. Blattgeometrien auf. Durch entsprechende Ausgestaltung kann der vordere Rotor 1a beispielsweise mehr Drall als Vortrieb erzeugen und der hintere Rotor 1b mehr Vortrieb als Drall. Im Extremfall kann der vordere Rotor 1 als Stator ausgebildet sein.The rotors 1a and 1b have to reduce the flow noise and vibrations due to interference not the same number of sheets or sheet geometries. By corresponding configuration, the front rotor 1a can, for example, have more swirl than Generate propulsion and the rear rotor 1b more propulsion than swirl. In extreme cases the front rotor 1 can be designed as a stator.

Ebenso ist es denkbar, eine Mehrzahl von Rotoren zu einer Freistrahlturbine anzuordnen.It is also conceivable to arrange a plurality of rotors to form a free jet turbine.

Claims (13)

  1. Rotor (1), which in operation is flown through by a fluid in a main flow direction (H), said rotor having a rotor blade (4) arranged rotatable around a rotor axis (2) and extending at least partially away from said rotor axis (2) into said fluid, said rotor blade being split into at least two partial blades (5, 6) at a predetermined distance (A) from said rotor axis, one partial blade (5, 6) being curved in a direction of rotation (D) away from the rotor blade (4) and said other partial blade being curved against said direction of rotation (D) away from said rotor blade (4), said two partial blades (5, 6) being connected to form a loop, characterized in that a propulsion force or an angular momentum around said rotor axis (2) is generated in operation by said rotor blade (4), and in that said rotor axis (2) passes through the loop area (12) enclosed by said loop.
  2. Rotor (1) according to Claim 1, characterized in that the leading edge (7a) of the one, front, partial blade (5, 6) is situated in the main flow direction (H) upstream of the leading edge (7b) of the other, rear, partial blade (6) at least in an area close to said rotor blade (4).
  3. Rotor (1), which in operation is flown through by a fluid in a main flow direction (H), said rotor having at least two rotor blades (4) arranged rotatable around a rotor axis (2) and extending at least partially away from said rotor axis (2) into said fluid, said rotor blade being split in at least two partial blades (5, 6) in a predetermined distance (A) from said rotor axis, one partial blade (5, 6) being curved in a direction of rotation (D) away from the rotor blade (4) and the other partial blade being curved against said direction of rotation (D) away from said rotor blade (4), one partial blade (5, 6) of one rotor blade (4) being respectively connected with a partial blade (5, 6) of the other rotor blade (4) to form a loop, characterized in that a propulsion force or an angular momentum around said rotor axis (2) is generated in operation by said rotor blade (4), and in that the leading edge (7a) of said one, front, partial blade (5, 6) is situated in the main flow direction (H) upstream of the leading edge (7b) of said other, rear, partial blade (6) at least in an area close to said rotor blade (4).
  4. Rotor (1) according to any one of the above claims, characterized in that the trailing edge (8) of said rotor blade (4) continues as the trailing edge (8a) of the rear partial blade (6).
  5. Rotor (1) according to any one of the above claims, characterized in that the leading edge (7) of said rotor blade (4) continues as the leading edge (7a) of the front partial blade (5).
  6. Rotor (1) according to any one of the above claims, characterized in that said two partial blades (5, 6) that are connected to form a loop merge smoothly with each other.
  7. Rotor (1) according to any one of the above claims, characterized in that the front partial blade (5) is connected with the rear partial blade (6), respectively.
  8. Rotor according to any one of the above claims, characterized in that at least one of said rotor blade (4) and said partial blade (5, 6; 10, 11) is at least partially provided with an elastic outer skin (14).
  9. Rotor according to any one of the above claims, characterized in that a profile adjustment means is provided, by which the contour (13) of at least one of said rotor blade (4) and said partial blade (5, 6; 10, 11) is at least partially adjustable.
  10. Rotor according to any one of the above claims, characterized in that an angle-of-attack adjustment means is provided, said angle-of attack adjustment means supporting at least one of said rotor blade (4) and said partial blade (5, 6) rotatable at said rotor blade (4) for adjustment of the angle of attack.
  11. Rotor according to any one of the above claims, characterized in that a sweep angle adjustment means is provided, said sweep angle adjustment means supporting at least one of said rotor blade (4) and said partial blade (5, 6) on said rotor blade (4) pivotable essentially in the direction of propulsion.
  12. Rotor according to any one of the above claims, characterized in that a spread angle adjustment means is provided between said rotor blade (4) and said partial blade (5, 6; 10, 11), through which said spread angle adjustment means at least one partial blade (5, 6; 10, 11) is pivotally supported at the rotor blade (4) such that a spread angle substantially pointing in the direction of rotation (D) is variable between two partial blades (5, 6; 10, 11) of a rotor blade (4).
  13. Rotor according to any one of the above claims, characterized in that an extension means is provided between said rotor blade (4) and said partial blade (5, 6; 10, 11), said extension means supporting said partial blade (5, 6; 10, 11) with respect to the direction of extension of said rotor blade (4) extendably into the fluid.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015974A1 (en) 2009-03-26 2010-09-30 Festo Ag & Co. Kg Wing assembly for use in e.g. aircraft, has longitudinal beam arrangement positioned in different working positions that differ in surface distribution between surface sections of driving wing lying before and behind beam arrangement

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE307268T1 (en) * 1999-11-25 2005-11-15 Jayden David Harman SINGLE OR MULTI BLADE PROPELLER ROTOR
DE10100983A1 (en) * 2001-01-10 2002-07-18 Voith Siemens Hydro Power Impeller for a water turbine or water pump
US7018167B2 (en) * 2001-01-26 2006-03-28 Y & Y Co., Ltd. Fluid machinery
DE10203504B4 (en) * 2002-01-23 2016-06-09 Siegfried Pauli helicopter
WO2003098533A1 (en) * 2002-05-16 2003-11-27 United Parcel Service Of America, Inc. Systems and methods for package sortation and delivery using radio frequency identification technology
US8540485B2 (en) * 2008-03-04 2013-09-24 Philip Bogrash Cycloidal rotor with non-circular blade orbit
JP5329128B2 (en) * 2008-06-06 2013-10-30 学校法人明治大学 Wind power generator
US20110299991A1 (en) * 2008-09-26 2011-12-08 Andrei Leonidovich Shpadi Screw propeller (variants) and the involute of the blades thereof
DE102009007870B4 (en) * 2009-02-06 2014-10-30 Rolf Dieter Mohl Propeller blade for a propeller for a wind energy module, housing for a wind energy module, wind energy module, wind turbine and use of a wind turbine
DE102009012801B4 (en) * 2009-03-13 2012-04-05 Eads Deutschland Gmbh Anisotropic operation of a helicopter rotor blade tip
US9157324B2 (en) * 2009-07-23 2015-10-13 Jose Angel Acosta Peripheral tunnels propeller
DE102010042584A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Turbine blade for turbo machine, has base body, which forms profile with profile front edge and profile rear edge, and profile center line connects profile front edge with profile rear edge
US20140161622A1 (en) 2012-12-10 2014-06-12 Gregory Charles Sharrow Propeller
US9926058B2 (en) 2012-12-10 2018-03-27 Sharrow Engineering Llc Propeller
EP2799334B1 (en) 2013-04-29 2016-09-07 AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH Blade rotary assembly with aerodynamic outer toroid spoiler for a shrouded propulsion rotary assembly
CN103527398A (en) * 2013-10-22 2014-01-22 冯智勇 High-performance ring wing type wind turbine blade
KR101566904B1 (en) 2014-01-23 2015-11-06 동서대학교산학협력단 Propeller structure based on quadruplet-rotor for compensating thrust vector
EP2977548B1 (en) * 2014-07-22 2021-03-10 Safran Aero Boosters SA Blade and corresponding turbomachine
EP2977550B1 (en) * 2014-07-22 2017-05-31 Safran Aero Boosters SA Axial turbomachine blade and corresponding turbomachine
EP2977549B1 (en) * 2014-07-22 2017-05-31 Safran Aero Boosters SA Axial turbomachine blading and corresponding turbomachine
SG10201912749YA (en) * 2016-05-27 2020-02-27 Sharrow Eng Llc Propeller
US11391295B2 (en) * 2017-05-22 2022-07-19 Fujitsu General Limited Propeller fan
US10836466B2 (en) 2017-11-06 2020-11-17 Massachusetts Institute Of Technology Toroidal propeller
DE102017221194A1 (en) 2017-11-27 2019-05-29 BSH Hausgeräte GmbH Mixer Knife
US20190170113A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Michael Alden HIGINBOTHAM Turbine blade assembly
US11396859B2 (en) * 2017-12-01 2022-07-26 Michael Alden HIGINBOTHAM Turbine blade assembly
JP6583397B2 (en) 2017-12-05 2019-10-02 株式会社富士通ゼネラル Propeller fan
JP6979205B2 (en) * 2018-02-08 2021-12-08 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 Propeller, propeller design method, propeller design method program and information storage medium
JP6696525B2 (en) 2018-03-22 2020-05-20 株式会社富士通ゼネラル Propeller fan
EP3803099A4 (en) * 2018-06-06 2022-03-02 Bondestam, Marten Rotor
US11203413B2 (en) * 2018-11-07 2021-12-21 N99 Llc Advanced propeller assemblies
CN113056612B (en) 2018-11-30 2023-03-24 富士通将军股份有限公司 Propeller fan
US11313382B2 (en) 2018-11-30 2022-04-26 Fujitsu General Limited Propeller fan
AU2019389710B2 (en) 2018-11-30 2022-12-15 Fujitsu General Limited Propeller fan
AU2019389594B2 (en) 2018-11-30 2022-09-01 Fujitsu General Limited Propeller fan
KR102028320B1 (en) * 2019-01-17 2019-10-04 엘아이지넥스원 주식회사 Integrated Propulsion Apparatus and Energy Harvesting System using Swirl
CN116950925A (en) * 2023-07-04 2023-10-27 广东宏伙控股集团有限公司 High-strength hollow fan blade and fan using same

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE83050C (en) * 1900-01-01
DE53013C (en) * 1900-01-01 CH. INWOOD in „Advance" Works, Stone Street, Gravesend, Grafschaft Kent, England Propeller
US547210A (en) * 1895-10-01 Marine propeller
DD61438A (en) *
DE63661C (en) * 1900-01-01 CH. MYERS, E. MYERS und J. DAVIES in Manchester, England Propeller
DE132953C (en) * 1900-01-01
DE61438C (en) H. 5. PETIT und H. S. BRESSON in Victoria, Alava, Spanien Arrangement of the furnace for water tube boilers between two tube bundles
US1234070A (en) * 1911-10-21 1917-07-17 George Henry Nitschke Screw-propeller.
US1418991A (en) * 1920-12-28 1922-06-06 George H Thompson Screw propeller
GB215192A (en) * 1923-05-08 1924-05-08 Joseph Alfred Aldwinckle Improvements in or relating to screw and like propellers
US1591405A (en) 1924-05-27 1926-07-06 Shaw Robert William Reversible propeller
US1703412A (en) * 1926-08-09 1929-02-26 Thompson Propeller Securities Screw propeller
FR808801A (en) * 1935-11-06 1937-02-16 New propeller for high speed liners and for airplanes and aircraft
FR819229A (en) * 1937-02-19 1937-10-13 Rotary wing
DE912660C (en) * 1942-03-22 1954-05-31 Versuchsanstalt Fuer Luftfahrt Formation of the curved blades of blades of air-conveying machines
FR1062473A (en) * 1952-04-08 1954-04-23 Peripheral propeller
US3087553A (en) * 1962-01-23 1963-04-30 Paul M Kostyun Counter rotating propeller drive
US3504990A (en) * 1967-05-09 1970-04-07 David B Sugden Undulating flow promoting rotor and assemblies embodying same
US4445817A (en) 1981-08-06 1984-05-01 Wethern Richard J Propeller construction
FR2521097A1 (en) * 1982-02-10 1983-08-12 Chadych Jacques Helical rotor for helicopter - comprises helical blade carried by radial spokes which are covered with canvas
DE3638060A1 (en) * 1986-11-07 1988-05-11 Matthias Prof Bruenig COAT PROPELLER, REVERSIBLE USE AS HYDRAULIC MOTOR
EP0364020B1 (en) 1988-10-03 1992-12-30 Josef Moser Rotor for a wind motor
DE4226637A1 (en) * 1992-08-12 1994-02-17 Schneekluth Herbert Propeller structure for ship - has one or more blades comprising root and at least two ends
US5269656A (en) * 1992-09-30 1993-12-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High damping limp propeller
US5890875A (en) * 1997-01-27 1999-04-06 Silvano; David Blade apparatus
DE19752369A1 (en) * 1997-11-26 1999-05-27 Rudolf Dr Bannasch Loop-shaped transverse drive body or split-wing loop for aircraft

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015974A1 (en) 2009-03-26 2010-09-30 Festo Ag & Co. Kg Wing assembly for use in e.g. aircraft, has longitudinal beam arrangement positioned in different working positions that differ in surface distribution between surface sections of driving wing lying before and behind beam arrangement
DE102009015974B4 (en) * 2009-03-26 2013-11-07 Festo Ag & Co. Kg Wing arrangement and thus equipped locomotion device

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